第2章压力容器应力分析

压力容器应力分析时强度计算的基础，针对不同的结构和受载方式，采用的应力分析方法也不同。本章要求学生能够理解薄壳理论的一些基本概念、基本理论和分析方法，注重学生掌握一般性回转薄壳的无力矩理论以及在轴对称条件下的薄膜应力和变形的计算。本章虽然理论推导较为复杂，但在教学过程中，应淡化推导过程，也不要求学生死记硬背，记住相关公式，而是要求学生能够理解，并应用公式解决不同结构和载荷压力容器应力强度计算问题，注重掌握不同封头结构形式、圆筒开孔结构应力特性。

基本要求

（1）了解薄膜应力无力矩理论；

（2） 掌握边缘应力的概念及其特性；

（3）掌握圆筒形高压容器应力分布特点；

（4） 掌握圆形平盖应力分布特点；

（5）了解压力容器局部应力及分析方法；

（6）掌握压力容器开孔应力集中特性。

学习重点与难点

（1）内压薄壁容器应力分析推导过程；

（2）第一曲率半径和第二曲率半径的概念；

（3）高压厚壁圆筒形容器机械应力与热应力分布特性；

（4）平盖封头周边简支与周边固支应力分布特性；

（5）压力容器开孔位置对应力集中的影响。

2.1 中低压容器应力分析

补充1：回转体生成动画

补充2：环壳结构示意图。

内力和应力的说明

教材中用到的是内力N，后期我们用的是应力б。应力是指薄壁容器单位厚度上的内力，即应力б为内力N除以壁厚δ，б=N/δ。

曲率半径的说明

第一曲率半径：回转壳体经线上某一点的曲率半径。

第二曲率半径：为过回转曲面上的任意点，作垂直于该点所在经线的平面使之与回转曲面相交得到一割线，割线在该点的曲率半径。回转曲面上任意点的第二曲率半径的中心必定落在回转轴上。

薄壁圆筒薄膜应力：