椭圆形封头的构成与计算公式

 椭圆形封头的构成与计算公式 

　　椭圆形封头是半椭球和高度为h的短圆筒(通称直边)两部分构成,直边的作用是为了保证封头的制造和避免筒体与封头间的环向焊缝受边缘应力作用。 

　　由本章节可知，虽然椭圆形封头各点曲率半径不一样，但变化是连续的，受内压时，薄膜应力分布没有突变。

　　接下来分受内压和受外压两种情形来了解椭圆形封头。

　　㈠　受内压的椭圆形封头 

　　受内压的椭圆形封头的计算厚度按下式确定：

　　　　（4-30）

式中 K-椭圆形封头形状系数，由式（4-31）计算。其它符号意义见图4-23（a）所示

         （4-31）

长短轴之比值为2的椭圆形封头称为标准椭圆形封头，此时K=1。它的壁厚计算公式：

         （4-32）

当封头是由整块钢板冲压时，f值取为1。比较式（4-32）与筒体设计壁厚计算公式（4-12），如果忽略分母上的微小差异，两个公式一样，因此，大多数椭圆形封头壁厚取为与筒体相同，或是比筒体稍厚。另外，在设计椭圆形封头时，还应保证封头的有效壁厚de满足：对标准椭圆形封头不小于封头内直径的0.15％。 

椭圆形封头的大允许工作压力按下式计算：

          （4-33）

㈡　受外压（凸面受压）的椭圆形封头 

　　受外压的椭圆形封头的厚度设计，计算步骤如下： 

　　a. 假设dn，计算de＝dn一C，算出R0/de。其中R0为椭圆形封头的当量球壳外半径，R0=K1D0。K1一由椭圆形长短轴比值决定的系数，标准椭圆形封头K1=0.9。

　　b. 计算系数 

　　c. 根据所用材料，从A-B的关系图中选出适用的一张，在该图下方找到A值所在点。

　　　　若A值落在该设计温度下材料温度曲线的右方，则由此点向上引垂线与设计温度下的材料线相交(遇中间温度值用内插法)，再通过此交点向右引水平线，即可由右边读出B值，并按下式计算许用外压力[p]：

                （4-34）

若A值处于该设计温度下材料曲线的左方，则用式（4-35）计算许用外压力[p]: 

              （4-35）

d．比较许用外压[p]与设计外压p。 

若p≤[p]，假设的壁厚dn可用，若小得过多，可将dn适当减小，重复上述计算； 

若p＞[p]，需增大初设的dn ，重复上述计算，直至使[p]＞p且接近p为止