[发明专利]一种结构尺寸可变的等强度自增强压力容器

摘要

一种结构尺寸可变的等强度自增强压力容器。用于提高压力容器的安全性、降低制造成本，解决现有技术计算烦琐、不精确，容器非等强度、结构固定且不合理、设计不灵活等技术问题，具有在载荷不变的情况下结构尺寸灵活多变、等强度结构(塑性区总应力恒定，弹性区总应力恒小于屈服强度)等特点。其技术方案要点是：径比k大于由公式确定的k_cλ值时，其超应变度ε_λ按k²ln[ε_λ(k-1)+1]²-(λ-1)k²-[ε_λ(k-1)+1]²+λ＝0确定，其内压p为或即同尺寸非自增强容器初始屈服载荷p_e的λ倍；k小于或等于由公式确定的k_cλ值时，其超应变度可为100％，其最大承载能力可为全屈服压力或这种结构的自增强压力容器，其各项应力均在安全范围内。所述径比k为容器外半径与内半径之比。

主权项

1.一种结构尺寸可变的等强度自增强压力容器，其特征是：这种自增强压力容器的结构尺寸及承载能力按特定要求确定，具体是：(1)径比k大于由公式确定的k_cλ值的自增强压力容器，其超应变度由以下公式确定：k²ln[ε_λ(k-1)+1]²-(λ-1)k²-[ε_λ(k-1)+1]²+λ＝0， 其承载能力p/σ_y按以下公式确定： (第四强度理论)或(第三强度理论)，其计算厚度t按以下公式确定：(第四强度理论)或(第三强度理论)：其中 k为径比(表征该种自增强压力容器的结构尺寸)，等于自增强压力容器外半径r_o与内半径r_j之比，k＝r_o/r_i、 k_cλ为相对临界径比，即对应于λ的径比、 λ为承载能力增强系数，λ＝p/p_e，λ的范围为1～+∞、 p为自增强压力容器所承受的内压，或称计算压力、 p_e为同样尺寸下非自增强压力容器的最大弹性承载能力(初始屈服载荷)、 ε_λ为超应变度、 σ_y为制造自增强压力容器的材料的屈服强度； 当该种自增强压力容器承受p＝nσ_y的载荷时(其中n为载荷对屈服强度的比例系数)，其径比由公式(第四强度理论)，或(第三强度理论)确定，不同的λ获得不同的径比k，从而获得不同的壁厚，以形成机动的设计方案；(2)k小于或等于由公式确定的k_cλ值的自增强压力容器，其塑性区范围允许为整个壁厚，此时其最大承载能力为全屈服压力，即(第四强度理论)，或(第三强度理论)；其径 比为(第四强度理论)，或(第三强度理论)；其计算厚度为(第四强度理论)，或(第三强度理论) 。