强度计算的基本公式

    16.3.1　强度计算的基本公式

    在锅炉受压元件强度计算中，将壳体内的应力简化为两向应力状态，并且假定应力沿壁厚均匀分布，这种应力称为薄膜应力。对于锅炉范围内的受压元件，只要其壁厚相对于直径很小，或外径与内径之比β不是很大（β＝1～2），薄膜应力模型是足够精确的。当量应力采用第三强度理论进行计算，元件强度计算的基本公式或强度条件为

    

    式中：σ_d为当量应力，σ₁和σ₃分别为最大和最小主应力，^［σ］为许用应力。σ₁和σ₃取决于受压元件的几何形状。如图16.7所示，对于圆筒形元件，在忽略径向应力σ_r后，周向应力σ_h和轴向应力σ_z分别为

    

    

    图16.7　圆筒形元件的应力状态

    

    式中：p为计算压力，D为筒体的平均直径（内径与外径的平均值），S为壁厚。比较式（16.14）和（16.15）可以看出，周向应力σ_h是轴向应力σ_z的2倍。因此，σ₁＝σ_h，σ₃＝σ_r＝0。将式（16.14）代入式（16.13）即可得到圆筒形元件的强度计算基本公式