回轉殼體應力分布圖如下:
回轉殼體承受內壓之后,其經線和緯線方向都要發生伸長變形,因而在經線方向產生經向應力,用σm表示,在緯線方向產生環向應力,用σθ表示。
下面分別分析經向應力與環向應力:
一:經向應力分析,應力分布如下圖
圖中ρ2為第二曲率半徑
圓錐面將殼體分成兩部分,考慮其中任意一部分的平衡,如圖1.6(c)所示。根據y方
向的平衡條件,得到
p*π*D^2/4-σm*π*D*t* sinθ=0
D與ρ2之間存在下列關系:
ρ2=D/2sinθ代入上式得到
σm=p*ρ2/(2t)
二:環向應力分析
項Pn,內壓p的合力為
P =p*ds1*ds2.
其中:ds1 =ρ1*dθ1 ds2 =ρ2*dθ2代入上式:
P= p*ρ1*dθ1*ρ2*dθ2即Pn= p*ρ1*dθ1*ρ2*dθ2
第二項Nθn:這一項借助于圖1.9(b)之A向視圖進行計算。因為環向應力在其作
用面上均勻分布,所以,這個面的內力
Nθ=σθ*ds1*t=σθ*ρ1*dθ1*t
Nθn=-2*σθ*ρ1*dθ1*t*sin(dθ2/2)與n方向相反
因為dθ2/2很小,sin(dθ2/2)≈dθ2/2因而得到:
Nθn=-σθ*ρ1*dθ1*t* dθ2
第三項Nmn:這一項借助于圖1.9(b)的B向視圖進行計算。首先求得內力
Nm=σm*ds2*t=σm*ρ2*dθ2*t
其在法線n上的投影:
Nmn=-σm*ρ2*dθ2*t*dθ1
由法線n上的平衡方程:
Pn+ Nθn+ Nmn=0得到
σm/ρ1+σθ/ρ2=p/t
此為計算回轉殼體的一半計算公式。
若母線曲線方程為y=y(x)則曲率半徑為:
ρ1=((1+y’^2)^1.5)/y’’
以上定性分析與定量計算都建立在薄膜理論基礎上
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