英语翻译：

【化】 hollow cylinder; thin walled cylinder

分词翻译：

壁的英语翻译：

wall
【医】 paries; parietes; wall

圆筒的英语翻译：

cylinder
【化】 drum

专业解析

薄壁圆筒（Thin-walled Cylinder）是工程力学中用于描述壁厚远小于其直径的圆筒形结构，其应力分布具有特定规律性。该术语广泛应用于压力容器、管道设计及航空航天领域。

定义与基本特征

薄壁圆筒的判定标准通常为壁厚( t )与内径( D )的比值小于1/20（即( t/D leq 1/20 )）。在此条件下，周向应力（环向应力）和轴向应力成为主要受力形式，径向应力可忽略不计。英文术语常见于ASME锅炉与压力容器规范（ASME BPVC Section VIII）等国际标准。

应力分析公式

根据薄膜理论（Membrane Theory），薄壁圆筒的应力计算基于以下公式：

• 周向应力（Hoop Stress）： $$ sigma_h = frac{pD}{2t} $$
• 轴向应力（Longitudinal Stress）： $$ sigma_a = frac{pD}{4t} $$ 其中( p )为内压，( D )为平均直径，( t )为壁厚。公式推导源于静力平衡条件，详见Timoshenko《材料力学》第10章。

典型应用场景

1. 工业压力容器：如储气罐、反应釜，需满足ASME或GB150设计规范。
2. 流体输送管道：石油天然气管道采用薄壁结构以降低材料成本。
3. 航空航天壳体：火箭燃料舱需同时满足轻量化与高强度要求。

权威参考文献

• 周益春. 《材料力学行为》. 科学出版社, 2018.（定义与力学模型）
• ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII Division 1.（设计标准）
• Timoshenko S. Strength of Materials. 3rd ed. （应力公式推导）

网络扩展解释

薄壁圆筒是一种壁厚远小于其直径的圆柱形结构，其定义和特性可从以下方面综合说明：

1.定义与划分标准

• 几何特征：薄壁圆筒的壁厚（(t)）与直径（通常指外径(D)或平均半径(r)）的比值较小。不同领域划分标准略有差异：
  • 根据机械工程领域，外径与内径的比值不超过1.1~1.2时称为薄壁圆筒。
  • 部分文献以壁厚与外径的比值小于1:20（即(t/D < 1/20)）作为划分依据。
  • 相对概念上，若壁厚与半径的比值远小于1（如(t/r ll 1)），则视为薄壁结构。

2.力学特性

• 应力分布：受内压或扭转时，壁厚方向应力均匀分布，主要产生拉应力而非弯曲应力。
• 变形特点：变形集中于壁厚方向，径向和轴向变形较小。实验显示，拉伸时可能出现颈缩现象，且外径变化大于内径。

3.应用与加工

• 用途：多用于输送流体（如液体、气体）或作为轻量化承压结构。
• 加工方法：通常通过卷板机卷制后焊接成型，而非传统机加工。

4.与厚壁圆筒的区别

• 设计理论：薄壁圆筒采用薄膜理论（忽略弯曲应力），而厚壁圆筒需考虑径向应力梯度。

引用说明

以上内容综合了多个来源的定义和特性分析，具体可参考相关工程教材或学术文献（如的试验研究）。若需完整信息，建议查阅机械设计手册或材料力学资料。

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