各種連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 在壓力容器設(shè)計(jì)中常常遇到半球形封頭與筒體的連接的結(jié)構(gòu)。厚度不太厚的情況下可以封頭和筒體等厚，但是在壓力較高，筒體和封頭都比較厚并且筒體和封頭厚度相差較多的時(shí)候，采用等厚度結(jié)構(gòu)顯然是不合理的。關(guān)于封頭比筒體薄的情況，GB150的附錄J和JB4732附錄H都推薦了幾種結(jié)構(gòu)尺寸（如GB150圖J1（d）、（e）、（f））。其中： 結(jié)構(gòu)1：圖J1（d）是筒體和封頭中徑對(duì)齊的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)2：圖J1（e）的結(jié)構(gòu)，筒體和封頭中徑有≤0.5（δn－δb）的偏離。 結(jié)構(gòu)3;圖J1（f）的結(jié)構(gòu)，筒體和封頭內(nèi)徑對(duì)齊。 這幾種結(jié)構(gòu)都是在筒體和封頭連接的切線處向封頭方向逐漸減薄形成錐形（單面或雙面的）過(guò)渡，而在制造時(shí)這是一段單獨(dú)的筒節(jié)—過(guò)渡段。所以封頭在底邊有所加強(qiáng)，封頭的等厚部分實(shí)際不是完整的半球而是一個(gè)球冠。這樣實(shí)際上就成了圓筒、過(guò)渡段和球冠的連接，例如結(jié)構(gòu)2，有的球冠的深度僅為球半徑的0.8。 結(jié)構(gòu)4：還有一種結(jié)構(gòu)，就是完整的半球形封頭與筒體連接，在連接處內(nèi)徑對(duì)齊，在筒體外側(cè)倒角過(guò)渡。這種情況是完整的半球形封頭與筒體連接，不用過(guò)渡段，而在筒體外側(cè)有1：3倒角過(guò)渡。 2、局部應(yīng)力分析 下面是一個(gè)用ANSYS分析的實(shí)際的例子： 計(jì)算壓力p=16.3MPa，設(shè)計(jì)溫度150°C。 封頭材料是16MnR，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Smh=150MPa，筒體材料為16Mn鍛件，設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Smn=157MPa。 筒體內(nèi)直徑2400mm，筒體厚度148mm，封頭厚度96mm。各種結(jié)構(gòu)的封頭內(nèi)半徑略有不同。這個(gè)例子厚度的余量是比較大的，圓整后的有效厚筒體僅為142mm，封頭是70mm。所以應(yīng)力值都比較小。 分析所用單元是三角形6節(jié)點(diǎn)軸對(duì)稱(chēng)單元。

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視頻作者：泰安力拓封頭制造有限公司

    今天我們?yōu)榇蠹医榻B的就是使用沖壓工藝成型的球型封頭特點(diǎn)，以及沖壓對(duì)其成型的影響。

    在成型處理中所采用的成型方式其實(shí)就是整體沖壓。事實(shí)上，在進(jìn)行沖壓成型的過(guò)程中，往往需要使用到水壓機(jī)或者是油壓機(jī)。而所謂的沖壓工藝也可以分成沖壓和熱沖壓兩種。

    不同形狀的板料在沖壓過(guò)程中，不僅會(huì)呈現(xiàn)出不一樣的變形特點(diǎn)，而且所產(chǎn)生的應(yīng)力也是非常復(fù)雜的。針對(duì)這種情況，我們通常只能夠粗略性的進(jìn)行定性分析。如果是球型封頭板料的話，那么當(dāng)其從與沖頭開(kāi)始接觸，直到被強(qiáng)制通過(guò)拉環(huán)完成變形這個(gè)過(guò)程中，徑向上各點(diǎn)的變形和應(yīng)力隨時(shí)都在變化。

    而在對(duì)其變形前后進(jìn)行對(duì)比的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)，其實(shí)這種圓形的封頭板料的徑向以及周向纖維都發(fā)生了不同程度的彎曲。如果是從面積上來(lái)進(jìn)行分析的話，那么就意味著其的徑向纖維變長(zhǎng)。而變長(zhǎng)的原因，則主要是由于受到了沖頭拉伸力的作用和影響，此外還包括有周向纖維壓縮時(shí)金屬向徑向流動(dòng)的結(jié)果。

在球形封頭的制作過(guò)程中，整體封頭的拉延過(guò)程,無(wú)論采用壓邊圈拉延或不采用壓邊圈拉延,一般在接近大曲率部位,封頭壁厚都要變薄。橢圓形封頭在曲率半徑處變薄極大,一般壁厚減薄量:碳鋼封頭可達(dá)8% ~ 10%，鋁封頭可達(dá)12% ~15%。球形封頭在底部變薄嚴(yán)重，可達(dá)12% -14%。在設(shè)計(jì)封頭和制定其制作沖壓工藝時(shí),都應(yīng)予以考慮。影響封頭璧厚變化的因素有:          1.材料強(qiáng)度越低,壁厚變薄量越大。          2.變形程度越大,封頭底部越尖,壁厚變薄量越大。          3.上、下模間隙及下模圓角越小，壁厚變薄量越大。          4.壓邊力過(guò)大或過(guò)小,壓制溫度超高,都會(huì)導(dǎo)致壁厚減小。