案例分析之应力分析篇
翠花，上酸菜！
1.案例介绍：某台设备为平盖与筒体连接结构，设计压力27MPa，设计温度50℃，介质：氮气、氢气、氧气等。原本按照常规设计，后来增加循环载荷工况，需要进行疲劳分析，问这样的结构是否可行。
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2.案例分析：先解释一下什么叫边缘应力：圆筒形壳体与较厚的平盖连接时，在内压作用下，圆筒和平盖受到相互间的约束。由于平盖较厚，在半径方向的变形量很小，在连接边缘（边缘：变形不连续处）处的筒体因受平盖的限制不能像远离连接边界处的其它部分的圆筒那样自由膨胀。在筒体和平盖连接的局部区域，由于要达到变形协调而产生边缘力和边缘力矩，由边缘力和边缘力矩引起的应力，称为边缘应力或不连续应力。
尽管在筒体与平盖连接处存在着边缘力和边缘力矩，但在连接处只要不破裂，筒体与平盖在边界上的变形始终是连续的。因而筒体在边界上的连续性是求解边缘力和边缘力矩的基本条件。
边缘应力数值的大小与连接处的几何形状和离开连接处的距离有关。不同型式的封头与筒体连接时，由于相互间约束的情况不同，在边界上产生的应力也不一样。
3.应力分析：
为了确定是否存在很大的边缘应力，老梁特意建个模型计算了一下：
应力强度有600多MPa，确实很大！确实很大！确实很大！怎么办！怎么办！怎么办！怎么办！
4.解决措施：
平盖与筒体连接处存在边缘应力，为了改善平盖与筒体的连接性能，通常需要将平盖与筒体连接处锻成一体，然后与筒体对接连接，并由原来的直角连接改为圆弧过渡结构，尽可能降低边缘应力，减少峰值应力的破坏，即满足静强度要求，又能满足疲劳强度的要求。改进的结构和焊接部位详见下图：这些结构都是标准采用的结构。
5.总结：设计者一定要用心，高压力高风险，超过一定压力的设备，最好采用应力分析来设计，即使进行一下局部分析，也是有必要的。
END!
