基于壓力容器規范的平蓋與圓筒鎖底對接焊結構強度研究

黃文彬，張世永，蘇文獻

（1. 上海理工大學能源與動力工程學院，上海 200093；2. 上海汽車變速器有限公司，上海 201807）

平蓋作為化工容器或設備中采用的封頭，通常采用鎖底對接焊的結構與筒體焊接成一體。這種結構還經常被用在航空航天以及土木結構中，如水電站閘門埋件中主軌的焊接結構[1]，運載火箭貯箱里連接前（后）短殼與箱底叉環形的焊接結構等[2]。

針對平蓋與平蓋結構特征系數K 的研究從未停止。薛明德采用解析解法與數值解法兩種計算方法相互補充并認證得到，與圓筒連接的平封頭的應力主要與以下兩個因素有關：（1）圓筒與封頭的尺寸；（2）圓筒與封頭連接部位的結構形式，并給出了結構特征系數K 的取值與圓筒尺寸參數以及結構有無圓弧過渡之間的聯系[3]。薛明德也針對各國規范選擇的結構特征系數存在很大差異的問題，采用彈性應力與塑性極限分析方法，分析了在各種參數下帶平封頭的圓柱形壓力容器的極限承載能力，綜合兩方面的分析結果，提出較合理的設計方法，并評述現有各設計公式的安全裕度[4]。管文華等利用有限元極限載荷分析法對大開孔平蓋進行強度分析，比較了平蓋與筒體連接處采用錐形段過渡和圓角過渡兩種不同形式，表明了這兩種過渡均能有效降低平蓋與筒體連接處的邊緣應力[5]。王佳在討論如何選用計算方法進行圓形平蓋的開孔補強計算中，選用了修正平蓋特征系數K來計算加大平蓋厚度的方法[6]。……