壓力容器的結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)往往是壓力容器的高應(yīng)力區(qū)，一般說來，壓力容器的結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)可分為總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)和局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)兩種?？傮w結(jié)構(gòu)不連續(xù)是指對結(jié)構(gòu)相當(dāng)大的部分產(chǎn)生影響的應(yīng)力或應(yīng)變源，例如封頭與殼體連接區(qū)、設(shè)備法蘭與殼體連接區(qū)、接管區(qū)、不同直徑或厚度或材料的連接區(qū)等；局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)是指對結(jié)構(gòu)相對較小的范圍內(nèi)產(chǎn)生影響的應(yīng)力或應(yīng)變源，例如小的圓角半徑、小的連接件、部分焊透的焊縫或小孔等。很多結(jié)構(gòu)，如壓力容器開孔接管區(qū)等既存在總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)因素，又存在局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)因素。由于結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)的幾何結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜，很難用解析法進(jìn)行準(zhǔn)確求解，通常采用有限元方法進(jìn)行計(jì)算。  球形封頭與筒體連接區(qū)的應(yīng)力分析 在高壓容器中，特別是直徑較大的容器經(jīng)常采用球形封頭，因?yàn)?a target="_blank" href="/">球形封頭在內(nèi)壓作用下兩向應(yīng)力相等，受力狀況很好。球形封頭所需厚度往往比筒體厚度小很多，既可以節(jié)省材料又可以減輕負(fù)重。

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視頻作者：泰安力拓封頭制造有限公司

1、球形封頭

球形封頭是以球殼的球冠部分所形成的封頭，有半球形封頭和無折邊球性封頭兩類。它在同樣容積下表面積小，相同承壓條件下需要的厚度薄，從節(jié)省材料和強(qiáng)度上看，是合理的。另外，球形封頭具有鍛打精良，表面光滑，耐酸耐堿耐高溫，外形美觀，質(zhì)感性能強(qiáng)等特點(diǎn)。

2、橢圓封頭

橢圓封頭是由旋轉(zhuǎn)橢圓球面和圓筒形直段兩部分組成的封頭。它的力學(xué)性能僅次于半球封頭，但優(yōu)于碟形封頭。由于橢圓封頭的深度介于半球形和碟形封頭之間，對沖壓設(shè)備及模具的要求、制造難度亦介于兩者之間，即比半球封頭容易，比碟形封頭困難。另外橢圓封頭因綜合性能較好，被廣泛用于中低壓容器。

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  球形封頭的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)      球形封頭的受力情況好，在相同直徑和壓力下所需厚度很小，因而在較高設(shè)計(jì)壓力的石油化工設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。由旋轉(zhuǎn)薄殼理論公式可知在均勻內(nèi)壓作用下，薄壁球殼的薄膜應(yīng)力為相同直徑圓筒的一半，因而在容器設(shè)計(jì)中，球形封頭的設(shè)計(jì)所需厚度與圓筒所需厚度之差接近圓筒厚度的一半。     由于壁厚相差較大，球形封頭與圓筒的連接不可能直接對接，它們之間的連接部位出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不連續(xù)，此處應(yīng)力水平較高，因此連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對設(shè)備安全性影響較大。