
【化】 thin walled vessel; thin-walled pressure vessel; thin-walled vessel
flimsy; slight; tenuity; thin
【醫】 lepto-; tenuity; thinness
wall
【醫】 paries; parietes; wall
can; container; pocket; receptacle; recipient; vessel
【計】 outer casing
【化】 container
【醫】 container; receptacle; receptaculum
【經】 container
薄壁容器(Thin-walled Vessel)指壁厚遠小于其幾何尺寸(如直徑或長度)的密閉結構,通常用于儲存或運輸流體介質。其核心特征在于壁厚與内徑比值較小(一般≤1/10),導緻應力分布特殊,需專門設計規範保障安全性。
當容器外徑與内徑比值 ( K leq 1.2 )(即 (frac{D_o}{D_i} leq 1.2))時定義為薄壁容器。例如内徑1m的容器壁厚需≤20mm。
主要承受環向應力(周向應力)和軸向應力,環向應力值為軸向應力的2倍((sigma_h = frac{pD}{2t}),(sigma_a = frac{pD}{4t})),其中 (p) 為内壓,(D) 為直徑,(t) 為壁厚。
石油化工中的儲氣罐(設計壓力≤35MPa)、核電站穩壓器(壁厚/直徑比≈1/15)等。
醫用氧氣瓶(符合GB 5099标準,壁厚通常2-5mm)。
火箭燃料貯箱采用高強度鋁合金薄壁結構(厚度0.5-3mm),減重率達40%。
ASME BPVC Section VIII 規定薄壁容器設計需滿足失穩臨界壓力公式:
$$ p_{cr} = frac{2E}{sqrt{3(1- u)}} left( frac{t}{R} right) $$
其中 (E) 為彈性模量,( u) 為泊松比,(R) 為中面半徑。
GB 150-2011《壓力容器》要求薄壁容器焊縫系數≥0.85,且需進行100%無損檢測。
權威來源:
- 《壓力容器設計手冊》(第三版)化學工業出版社
- ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII Division 1
- 國家标準GB 150-2011《壓力容器》
- 《航空薄壁結構輕量化設計》國防科技報告
薄壁容器是工程領域中的一類特殊結構容器,其核心特征在于壁厚與容器尺寸的比例關系,而非絕對厚度值。以下是綜合多來源信息的詳細解釋:
薄壁容器指壁厚((delta))與容器中間曲面半徑((R))或内徑((D))的比值遠小于1的容器。具體劃分标準包括:
廣泛應用于化工(儲運液體/氣體)、制藥(反應釜)、食品(飲料/乳制品容器)等行業。
厚壁容器需考慮三向應力及非線性分布,通常按 (delta/D geq 0.1) 劃分。
如需進一步了解設計規範或具體案例,可參考工程手冊或行業标準。
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