Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 25. 19 juni 1948 - Formfaktorn hos manhål på cylindriska tryckbehållare med kupade gavlar, av Folke K G Odqvist
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
12 juni 1948
419
Formfaktorn hos manhål
på cylindriska tryckbehållare
med kupade gavlar
Professor Folke K G Odqvist, Stockholm
539.4 : 621.595
539.4 : 66.076
Tryckbehållare förses i regel med inanhål och dessa
medföra då en försvagning av behållareväggen, som nian oftast
söker motverka med hjälp av en förstärkning av hålkanten
Vid beräkning tas vanligen hänsyn t i 1.1 försvagningen i
förhållande till den omgivande plåten med hjälp av en
formfaktor ct, varmed då brukar förstås kvoten mellan
maximispänningen vid hålkanten och en representativ
spänning i det ostörda spänningsfältet i omgivningen.
Hit|ills har man t.ex. vid ångpannegavlar under namn av ett
"y-värde" tagit denna formfaktor ur en tabell som
härstammar från de tyska DIN-normerna och baserats på
försök av Siebel m.fl. Dessa försök, som ej ta tillräcklig
hänsyn till hålförstärkningen, få ej generaliseras utöver sitt
giltighetsområde. Å andra sidan föreligger otvivelaktigt ett
ökat behov av kännedom om den nämnda formfaktorn
vid de manhålsformer som förekomma i praktiken.
Vid cylindriska tryckbehållare anbringas manhålen såväl
på manteln som gaveln. Vi förutsätta i fortsättningen att
inanhålen äro små i jämförelse ined behållarens
huvuddimensioner, så att man kan försumma den inverkan på
spänningstillståndet i stort, som manhålen förorsaka. Vi
anta sålunda att spänningstillståndet på stort avstånd från
manhålen överensstämmer med det ostörda
liiembrantill-ståndet i manteln respektive gaveln. Denna inskränkning
medför att formlerna icke utan modifikation äro
användbara på små behållare med en diameter mindre än säg 2 ni.
Manhålsförstärkningar anbringas ofta osymmetriskt i
förhållande till kärlväggens medelyta. Härigenom alstras
extra böjpåkänningar i kärlväggen. Min erfarenhet från
Fig. 1. Formfaktor ocm vid
förstärkta mantelmanhål.
a3 Qa
Fig. 2. Formfaktor
ocg vid förstärkta
manhål i sfärisk
gavel.
provbelastningar på behållare inom bryggeriindustrien har
emellertid visat att dessa spänningar sakna praktisk
betydelse, förmodligen beroende på att de i sin tur endast
sekundärt påverka membrantillstånden. De formler som
härledas i fortsättningen äro emellertid grundade på
förutsättningen att förstärkningen är symmetriskt anbragt, så
som antydes i fig. 1 och 2. Det rör sig 0111 nianhål
bestående av två halvcirkelbågar och dem förbindande
tangen-ter. Teorien är elementär och har ej återgivits i detalj.
Vid elliptiska hål utan förstärkning kunna exakta formler
lör formfàktorn anges1. De nedan beräknade formlerna för
oc vid förstärkta nianhål ha justerats, så att de
överensstämma med den exakta i gränsfallet försvinnande
förstärkning. Den föreslagna beräkningsmetoden är
ingalunda exakt men torde vid ej för kraftiga
förstärkningsringar i allmänhet ge mindre än 10 % fel.
Mantelmanhål
1 den ostörda manteln råder vid inre övertryck p ett
menibrantillstånd, kännetecknat av en riiigspanning öm —
■—pr/h, där r är medelytans radie och h plåttjockleken,
och en axiell spänning öx = om/2. Vid manhål med
dimensioner enligt fig. 1 uppträda två olika fall allteftersom
manhålets längdaxel är orienterad parallell eller vinkelrät
mot generatriserna hos manteln. I förra fallet, där halva
raksträckan hos hålkanten är l, ligga de hårdast
ansträngda plåtfibrerna vid ändan av manhålets storaxel
vinkelrätt mot mantelgeneratriserna. I senare fallet, där
halva raksträckan hos hålkanten är /’, ligga de likaledes
vinkelrätt mot mantelgeneratriserna men vid övergången
mellan hålkantens krökta och raka del. De punkter där
maximispänning ön max = om uppträder ha utmärkts
med kors.
För beräkning av ocm vid olika värden av X\~Alali vid
olika Ila och l’la kan man använda en metod av
Timo-shenko2. Man medtar därvid en viss strimla av gavelplåten
[intill en konstant bredd i= (n—1 )a, där n är ett tal som
provas ut med passräkning, så att <*»« blir minimum] och
betraktar denna strimla som en enkelkrökt balk.
Tiinoshenkos metod ger här vid Ai=0 (oförstärkt hål)
V la t= 2/9 1/9 0 Ha= 1/9 2/9
nniin i= 3,7 4 4,2 4,6 5,3
ocmin i= 2,78 2,93 3,07 3,21 3,35
<xm = 2,5 ct,nm’3,07 ,= 2,26 2,38 2,5 2,61 2,73
OCfxakl i= 2,06 2,28 2,5 2,61 2,72
I specialfallet /’i=/i=0 gäller det teoretiskt exakta värdet
ocm <= 2,5. Reduceras cemin i proportion 2,5/3,07 fås
acceptabla värden för <xm, som skilja sig på sin höjd med 10 %
från Neubers exakta värden, som återges i tabellens sista
rad. För positiva A-värden räknas nu liksom hos
Timo-shenko med konstant n t= 5 och erhålles då
l’la = 2/9
0 //a i= 2/9
A:=0 ocappr. <= 2,88 3,09 3,34
0,4 2,19 2,32 2,47
0,8 1,79 1,88 1,99
samt efter reduktion i proportionen 2,50/3,09 slutligen
A,= 0 ocmi— 2,33 2,50 2,70
0,4 1,77 1,88 2,00
0,8 1,45 1,52 1,61
Dessa värden har inlagts i fig. 1 jämte interpolerade
värden. Av diagrammet framgår tydligt hur mycket större
formfaktorn blir då manhålets längdaxel är parallell med
mantelgeneratriserna.
Gavelmanhål
I en ostörd sfärisk gavel till ett tryckkärl med
kupnings-radien R och plåttjockleken h utbildas vid övertryck p
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
