
【化】 thin walled vessel; thin-walled pressure vessel; thin-walled vessel
flimsy; slight; tenuity; thin
【医】 lepto-; tenuity; thinness
wall
【医】 paries; parietes; wall
can; container; pocket; receptacle; recipient; vessel
【计】 outer casing
【化】 container
【医】 container; receptacle; receptaculum
【经】 container
薄壁容器(Thin-walled Vessel)指壁厚远小于其几何尺寸(如直径或长度)的密闭结构,通常用于储存或运输流体介质。其核心特征在于壁厚与内径比值较小(一般≤1/10),导致应力分布特殊,需专门设计规范保障安全性。
当容器外径与内径比值 ( K leq 1.2 )(即 (frac{D_o}{D_i} leq 1.2))时定义为薄壁容器。例如内径1m的容器壁厚需≤20mm。
主要承受环向应力(周向应力)和轴向应力,环向应力值为轴向应力的2倍((sigma_h = frac{pD}{2t}),(sigma_a = frac{pD}{4t})),其中 (p) 为内压,(D) 为直径,(t) 为壁厚。
石油化工中的储气罐(设计压力≤35MPa)、核电站稳压器(壁厚/直径比≈1/15)等。
医用氧气瓶(符合GB 5099标准,壁厚通常2-5mm)。
火箭燃料贮箱采用高强度铝合金薄壁结构(厚度0.5-3mm),减重率达40%。
ASME BPVC Section VIII 规定薄壁容器设计需满足失稳临界压力公式:
$$ p_{cr} = frac{2E}{sqrt{3(1- u)}} left( frac{t}{R} right) $$
其中 (E) 为弹性模量,( u) 为泊松比,(R) 为中面半径。
GB 150-2011《压力容器》要求薄壁容器焊缝系数≥0.85,且需进行100%无损检测。
权威来源:
- 《压力容器设计手册》(第三版)化学工业出版社
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII Division 1
- 国家标准GB 150-2011《压力容器》
- 《航空薄壁结构轻量化设计》国防科技报告
薄壁容器是工程领域中的一类特殊结构容器,其核心特征在于壁厚与容器尺寸的比例关系,而非绝对厚度值。以下是综合多来源信息的详细解释:
薄壁容器指壁厚((delta))与容器中间曲面半径((R))或内径((D))的比值远小于1的容器。具体划分标准包括:
广泛应用于化工(储运液体/气体)、制药(反应釜)、食品(饮料/乳制品容器)等行业。
厚壁容器需考虑三向应力及非线性分布,通常按 (delta/D geq 0.1) 划分。
如需进一步了解设计规范或具体案例,可参考工程手册或行业标准。
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