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椭圆形封头的形状系数K:是指封头上的大应力与对接圆筒的环向薄膜应力的比值。这样封头的计算厚度即为对接圆筒厚度的K倍,又圆筒厚度为等径球壳厚度的2倍,故椭圆形封头厚度:
δ=Kδ圆筒≈Kδ球壳=2K?Pc?Di/(4[σ]t`?φ-Pc)=K?Pc?Di/(2[σ]t`?φ-0.5Pc)
其中K随a/b的变化而变化,可用近似函数表达式来表述:
K=[2+(a?a)/(b?b)]/6=[2+(Di?Di)/(2hi?2hi)]/6
压力作用下的稳定性
1.内压作用下的稳定
对于a/b>1.414的椭圆封头在内压作用下都会在封头底边产生周向压缩应力,为此存在失稳可能,为方便工程应用,GB15规定了封头小有效厚度来保证椭圆形封头在内压作用下的稳定性:对a/b≤2(K≤1)的封头 ,小有效厚度应不小于0.15%Di;对a/b>2且≤2.6(K>1)的封头,则不小于0.3%Di.
2.外压作用下的稳定
椭圆形封头在外压作用的变形特征与内压相反,使封头长轴伸长,短轴变短,称为“趋扁”。长轴伸长使过渡区的圆周直径增大,周长伸长 ,在周向产生拉伸应力,为此不存在周向失稳的问题。因此椭圆形封头在外压作用下不必校核其过渡区的稳定。
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