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6.3.1 失稳现象和临界压力
1)在外压圆筒壁厚计算中,GB15O采用图表计算法,用简单的计算程序,借助两种图(表)求出结果。
两种图(表)中,一种是仅与几何形状参数有关的线图;另一种是仅与材料有关的线图。通过查图表计算许用压力,从而确定筒体的厚度。
计算受均匀外压下的圆筒壳体的膜应力,只需将外压力代入内压计算公式则可。
实际上,通常使用的外压圆筒形容器,当外压产生的压应力尚未达到材料的屈服点时,就会突然发生失去原形的压扁或褶皱现象,这主要是弯曲应力引起的,使壳体丧失稳定,这种现象,称为失稳。
容器失稳分为周向失稳和轴(经向)向失稳两种,周向失稳是因周向压缩薄膜应力所引起,轴向失稳是由容器轴向压缩薄膜应力造成的。容器周向失稳时,其横截面由圆形变成波形,轴向失稳时,原为直线的素线变为波形线。按容器的失稳范围大小,分整体失稳和局部失稳,通常外压容器的压瘪属于整体失稳。
在某外压力下,形状突然发生改变而产生瘪塌的失效形式,称为失稳,断面由容器被压瘪失稳时的最小外压力,称为临界压力。
临界压力大小的影响因素与壳体用的材料及其几何尺寸有关,几何尺寸包括圆筒计算长度L、外直径D0和有效厚度δe,用比值L/ D0和δe/ D0表达。
2)临界压力、临界应力与圆筒计算长度的关系。