《压力容器及过程设备》教案 武汉工程大学机电工程学院
(1) 不连续效应与不连续分析的基本方法 (2) 圆柱壳受边缘力和边缘力矩作用的弯曲解 (3) 一般回转壳受边缘力和边缘力矩的弯曲解 (4) 组合壳不连续应力的计算举例 (5) 不连续应力的特性
第五讲：2.3 厚壁圆筒的应力分析(一) 1.弹性应力
(1) 压力载荷引起的弹性应力 (2) 温度变化引起的弹性热应力
第六讲：2.3 厚壁圆筒的应力分析(二) 1. 弹塑性应力及其残余应力 2. 屈服压力和爆破压力 3. 提高屈服承载能力的措施
第七讲：2.4 平板应力分析
1. 平板的几何特征、分类及平板应用 2. 圆平板对称弯曲微分方程 (1) 分析模型
(2) 挠度微分方程：平衡方程，几何协调方程，物理方程，小挠度微分方程 3. 圆平板中的应力 (1) 周边简支圆平板 (2) 周边固支圆平板
(3) 支承对刚度和强度的影响 (4) 薄圆平板的应力特点力； 4. 承受轴对称载荷的环板应力
第八讲：2.5壳体的稳定性分析(一) 1. 稳定性与临界压力
2. 外压薄壁圆柱壳弹性失稳分析 (1) 受均布周向外压的长圆筒的临界压力
第6页 共44页
《压力容器及过程设备》教案 武汉工程大学机电工程学院
(2) 受均布周向外压的短圆筒的临界压力 (3) 外压薄壁圆柱壳的临界长度
(4) 周向外压及轴向载荷联合作用下的失稳 (5) 形状缺陷对圆筒稳定性的影响
第九讲：2.5壳体的稳定性分析(二)；2.6典型局部应力
1. 其它回转薄壳的临界压力: 半球壳, 碟形壳 , 椭球壳, 锥壳, 其它失稳实例 2. 典型局部应力
(1) 局部应力的产生及其危害性
(2) 受内压壳体与接管连接处的局部应力 (3) 降低局部应力的措施
二、教学目的及要求
第一讲：2.1 载荷分析；2.2 回转薄壳应力分析（一） 1. 了解压力容器可能承受的载荷类型与特点； 2． 掌握薄壁圆筒的应力分析方法及计算公式； 3. 理解回转薄壳的各种概念；
4. 理解无力矩理论与有力矩理论的区别。
第二讲：2.2 回转薄壳应力分析（二） 1． 掌握无力矩理论的基本假设，分析方法； 2. 掌握无力矩理论的基本方程。
第三讲：2.2 回转薄壳应力分析（三）
1． 掌握应用无力矩理论分析典型回转薄壳应力的方法； 2． 理解无力矩理论的应用条件。
第四讲：2.2 回转薄壳应力分析（四） 1. 了解不连续效应与不连续分析的基本方法； 2. 理解圆柱壳受边缘力和边缘力矩作用的弯曲解； 3. 了解一般回转壳受边缘力和边缘力矩的弯曲解；
第7页 共44页
《压力容器及过程设备》教案 武汉工程大学机电工程学院
4. 理解不连续应力的特性。
第五讲：2.3 厚壁圆筒的应力分析（一）
1. 理解厚壁圆筒的弹性应力分析方法和计算公式;
2. 理解温度变化引起厚壁圆筒的弹性热应力的原因及分析方法。
第六讲：2.3 厚壁圆筒的应力分析(二)
1. 掌握厚壁圆筒的屈服压力和爆破压力的计算公式; 2. 了解残余应力的概念及厚壁圆筒残余应力产生的原因； 3. 了解提高厚壁圆筒屈服承载能力的措施。
第七讲：2.4 平板应力分析 1. 了解平板的几何特征及分类平； 2. 理解圆平板对称弯曲小挠度微分方程；
3. 掌握周边简支和周边固支圆平板中的应力计算方法及应力分布特点； 4. 理解支承对平板刚度和强度的影响; 5. 了解承受轴对称载荷的环板应力。
第八讲：2.5壳体的稳定性分析(一)
1. 理解外压薄壁圆柱壳的稳定性、临界压力、长圆筒、短圆筒、临界长度等有关概念; 2. 掌握外压长圆筒临界压力的计算公式; 3. 了解外压短圆筒临界压力的计算公式; 4. 了解形状缺陷对圆筒稳定性的影响。
第九讲：2.5壳体的稳定性分析(二)；2.6典型局部应力
1. 了解外压半球壳、 碟形壳、椭球壳、锥壳的临界压力的计算方法； 2. 了解局部应力产生的原因、危害性、以及局部应力的各种计算手段； 3. 理解内压壳体与接管连接处的局部应力的计算方法; 4. 了解降低局部应力的主要措施。
三、教学重点
第8页 共44页
《压力容器及过程设备》教案 武汉工程大学机电工程学院
第一讲：2.1 载荷分析；2.2 回转薄壳应力分析（一） 1. 薄壁圆筒的应力计算； 2. 回转薄壳的几何概念。
第二讲：2.2 回转薄壳应力分析（二） 1． 无力矩理论的基本假设；
2． 无力矩理论的基本方程及其物理意义。
第三讲：2.2 回转薄壳应力分析（三）
1. 承受气体压力的椭球形壳体的应力计算及其分布特点。
第四讲：2.2 回转薄壳应力分析（四） 1. 不连续效应的概念及其产生的原因； 2. 不连续分析的基本方法； 3. 不连续应力的特性。
第五讲：2.3 厚壁圆筒的应力分析（一）
1. 内压厚壁圆筒中三向应力的计算及应力分布图。
第六讲：2.3 厚壁圆筒的应力分析(二) 1. 厚壁圆筒中的弹塑性区的应力分布； 2. 提高屈服承载能力的措施； 3． 概念“自增强”。
第七讲：2.4 平板应力分析 1. 圆平板对称弯曲微分方程；
2. 圆平板应力计算方法及应力分布特点。
第八讲：2.5壳体的稳定性分析(一)
1. 稳定性、临界压力、长圆筒、短圆筒、临界长度等有关概念; 2. 外压长圆筒临界压力的计算公式。
第9页 共44页
《压力容器及过程设备》教案 武汉工程大学机电工程学院
第九讲：2.5壳体的稳定性分析(二)；2.6典型局部应力 1. 内压壳体与接管连接处的局部应力的计算方法。
四、教学难点
第一讲：2.1 载荷分析；2.2 回转薄壳应力分析（一） 1. 对回转薄壳各种概念的理解。
第二讲：2.2 回转薄壳应力分析（二） 1． 微元体的截取方法及其形状； 2． 微体平衡方程的推导。
第三讲：2.2 回转薄壳应力分析（三）
1． 承受液体压力的圆筒形壳体和球形壳体的应力分析； 2． 承受气体压力的椭球壳的应力分析。
第四讲：2.2 回转薄壳应力分析（四） 1. 不连续效应的概念；
2． 圆柱壳受边缘力和边缘力矩作用的弯曲解。
第五讲：2.3 厚壁圆筒的应力分析（一） 1. 内压厚壁圆筒中三向应力的计算公式推导。
第六讲：2.3 厚壁圆筒的应力分析(二)
1. 厚壁圆筒的屈服压力和爆破压力的计算公式推导; 第七讲：2.4 平板应力分析
1. 圆平板对称弯曲小挠度微分方程的推导； 2. 周边简支和周边固支圆平板中的应力计算。
第八讲：2.5壳体的稳定性分析(一) 1. 对稳定性概念的理解;
2. 外压长圆筒临界压力计算公式的推导;
第10页 共44页