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外壓殼體的穩定問題
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在化纖生產中所用的反應器,除了受內壓的反應器外,還有承受外壓的反應器(如抽真空的容器和帶夾套的反應器),此時,殼體外面的壓力大于內部的壓力。
受外壓作用的薄壁容器,其應力計算方法與受內壓的薄壁容器一樣,所不同的只是應力的方向不同。受內壓時軸向應力與環向應力均為拉應力,而受外壓時兩者都變成壓應力。但是,內壓薄壁容器和外壓薄壁容器的破壞形式往往截然不同。內壓薄壁容器的 破壞是由于強度不足而引起破裂。外壓薄壁容器即使在強度足夠的情況下,也會被壓癟 而呈現波形斷面。
容器在外壓下失去原形而出現波形斷面的現象稱為喪失穩定。失去穩定時的外壓力稱為臨界壓力。
容器的喪失穩定,并不是由于殼體截面不聞,材料性質不均勻等外部條件,而是隨著外壓力的增加,容器本身的平衡狀態遭到破壞而造成。當然,殼體不圓,會降低臨界壓力的數值,所以要求外壓容器的橢圓度不大于0.5%,且直徑偏差不大于20毫米。
應該指出,喪失穩定有其危險性。我們知道,發生強度破壞以前,總有較為明顯的預兆,如過大的形變和局部裂縫等。而喪失穩定是突然發生的,事先很難發覺,因而更有危險性。
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