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球形封頭坯料尺寸的計(jì)算方式

    球形封頭成形前的坯料圓面積近似等于成形后封頭板厚中心面的面積。這是因?yàn)殇摪寰ЯＴ诟邷貭顟B(tài)下受力后產(chǎn)生了很好地“流動(dòng)"。封頭坯料在較慢地成形中因環(huán)向收縮而聚積的晶粒受擠拉，或多或少的被均勻分散到徑向圓周上去了。        

    但封頭各部位受擠拉的程度有差異，其成形中晶粒在各部位分散和聚積程度也有差異，這樣封頭上有的部位厚度堿薄，有的部位厚度增厚.所以可以認(rèn)為封頭成形前的壞料圓面積近似等于成形后鋼板板厚中心面的面積。

球形封頭與半球形封頭有什么不同？

    半球形封頭深度大，制造困難。如將半球形封頭的半徑加大，而筒體半徑不變，即封頭半徑加大，而筒體半徑是保持不變的。這種無折邊半球形封頭深度淺，具有以下的特點(diǎn)：       

(1)與半球形封頭相比，由于半徑加大，因而厚度也要相應(yīng)增加；       

(2)在球形封頭中，它與筒體的連接處，由于彼此在內(nèi)壓作用下變形的不一致性，將產(chǎn)生邊緣應(yīng)力，局部地區(qū)邊緣應(yīng)力值往往是筒體和封頭正常部位應(yīng)力的好幾倍，因此，無折邊球形封頭受力情況不良，僅能用在低壓場(chǎng)合。為了保證封頭和簡(jiǎn)體連接處不至遭到破壞，要求連接角焊縫采用全焊透結(jié)構(gòu)，并要求封頭內(nèi)半徑月，不得大于圓筒體的內(nèi)徑,以適當(dāng)控制封頭厚度。

  各種連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 在壓力容器設(shè)計(jì)中常常遇到半球形封頭與筒體的連接的結(jié)構(gòu)。厚度不太厚的情況下可以封頭和筒體等厚，但是在壓力較高，筒體和封頭都比較厚并且筒體和封頭厚度相差較多的時(shí)候，采用等厚度結(jié)構(gòu)顯然是不合理的。關(guān)于封頭比筒體薄的情況，GB150的附錄J和JB4732附錄H都推薦了幾種結(jié)構(gòu)尺寸（如GB150圖J1（d）、（e）、（f））。其中： 結(jié)構(gòu)1：圖J1（d）是筒體和封頭中徑對(duì)齊的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)2：圖J1（e）的結(jié)構(gòu)，筒體和封頭中徑有≤0.5（δn－δb）的偏離。 結(jié)構(gòu)3;圖J1（f）的結(jié)構(gòu)，筒體和封頭內(nèi)徑對(duì)齊。 這幾種結(jié)構(gòu)都是在筒體和封頭連接的切線處向封頭方向逐漸減薄形成錐形（單面或雙面的）過渡，而在制造時(shí)這是一段單獨(dú)的筒節(jié)—過渡段。所以封頭在底邊有所加強(qiáng)，封頭的等厚部分實(shí)際不是完整的半球而是一個(gè)球冠。這樣實(shí)際上就成了圓筒、過渡段和球冠的連接，例如結(jié)構(gòu)2，有的球冠的深度僅為球半徑的0.8。 結(jié)構(gòu)4：還有一種結(jié)構(gòu)，就是完整的半球形封頭與筒體連接，在連接處內(nèi)徑對(duì)齊，在筒體外側(cè)倒角過渡。這種情況是完整的半球形封頭與筒體連接，不用過渡段，而在筒體外側(cè)有1：3倒角過渡。 2、局部應(yīng)力分析 下面是一個(gè)用ANSYS分析的實(shí)際的例子： 計(jì)算壓力p=16.3MPa，設(shè)計(jì)溫度150°C。 封頭材料是16MnR，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Smh=150MPa，筒體材料為16Mn鍛件，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Smn=157MPa。 筒體內(nèi)直徑2400mm，筒體厚度148mm，封頭厚度96mm。各種結(jié)構(gòu)的封頭內(nèi)半徑略有不同。這個(gè)例子厚度的余量是比較大的，圓整后的有效厚筒體僅為142mm，封頭是70mm。所以應(yīng)力值都比較小。 分析所用單元是三角形6節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱單元。