试验目的
过程设备设计试验
试验1 应力应变测量试验
了解薄壁容器在内压作用下，壳体.封头的应力分布状况，验证薄壁容器应力计算的理论公式。初步把握应力电测法的试验操作技能。
应力测量理论
内压薄壁应力值：
经向应力〔轴向应力〕为：? ?pD
1 4?
n
环向应力〔周向应力〕为：? ? pD
2 2?
n
其中：
p—操作压力，MPa；
D—容器筒体中面直径，D?D
i
?? ，mm；
n
D—筒体内径，mm；
i
? —筒体壁厚，mm；
n
? —筒体经向应力，MPa；
1
? —筒体环向应力，MPa。
2
试验原理
. 测量出筒体的轴向应变和周向应变，依据虎克定律求得薄壁圆筒的应力? 、? ：
1 2
? ? E (?
1 1??2 1
??? )
2
其中：
? ? E (?
2 1??2 2
???)
1
E—材料的弹性模量，对于碳钢E?2.1?105MPa；
?—泊松比，对于碳钢??0.3；
?—测定的轴向应变值；
1
? —测定的周向应变值；
2
? —轴向应力，MPa；
1
? —周向应力，MPa。
2
利用金属丝的电阻随其变形而变化的电阻应变效应而工作的。电阻金属丝的电阻R为：
?L
R?
F
当电阻丝受拉伸变形时，其长度、截面积、电阻率分布转变了?L、?F、??，因而电阻值也改
变了?R，
?
?R?
F
?L??L
F2
?F?L??
F
?R?
R
?L??FL F
???
?
∵?L??
L
∴?F 1 1
1 2d?d?(?d)2 ?d
?[ ?d2? ?(d??d)2]/ ?d2?
?2 ??2??
F 4 4 4
电阻变化率：
d2 d
?R???2?????
?
?K?
s
K ?(?R)/??(1?2?)?(??)/?
s R ?
其中：
K ——电阻丝灵敏系数，受几何外形变形关系(1?2?)压阻系数(??)/? 的影响。
s ?
用电阻丝绕制而成的电阻应变片，还受到黏结剂、基底、横向布置的电阻丝变形等的影响。将之综合表达为，电阻应变片的电阻变化率与其长度方向的应变有如下关系：
?R?K?LR L
?K?
其中：
K——电阻应变片的灵敏系数，一般由制造厂商从产品中按肯定比例抽样，在单向应力状态下〔弹性范围内〕从标定装置中由试验方法得出。在应变片包装上标明其平均值及误差范围。一般K值范围在1.7～3.6之间。
试验器材
压力泵，平盖压力容器，YJ-5型静态应变仪，YJ－22型静态应变仪器，YJZ－22平衡箱，应变片，丙酮，导线，电烙铁等。
试验步骤
连接电源，翻开应变仪预热5分钟；
将平衡箱调零；
给压力容器加压至0.5MPa。稳压20分钟，然后测量各点应变值；
再给压力容器加压至1MPa。稳压20分钟，然后测量各点应变值；
卸压，关电源。
试验报告要求
将记录的试验数据用表列出，并依据虎克定律计算出压力容器测试点处的薄膜应力，并且分析产生误差的缘由。
试验2 外压容器失稳试验
试验目的
观看外压容器的失稳破坏现象及破坏后的形态。
验证外压筒体试件失稳时临界压力的理论计算式。
试验内容
对长圆筒和短圆筒进展外压试验。
失稳现象
承受外压载荷的壳体，当外压载荷增大到某一值时，壳体会突然失去原来的外形，被压扁或消灭波浪；载荷卸去后，壳体不能恢复原状，这种现象称为外压壳体的屈曲或失稳。
临界压力
壳体失稳时所承受的相应压力，称为临界压力，以p 表示。
cr
临界压力的理论计算公式如下:
长圆筒
○1当? ??tcr p
时承受勃莱斯公式： p
cr
? 2E1??2
( t )3
D
o
当??0.3时，p
cr
?2.2E(t )3
D
o
临界压力 ? ?
cr
p D
cr o
2t
短圆筒
承受拉姆公式：
刚性圆筒
2.59Et 2
p ?
cr D
LD o
o t
对于短而厚的刚性圆筒，其破坏是由于强度缺乏而引起的，一般不存在稳定性问题，只需强度校核：
??
其中：
pD ?[? ]
〔2?-C〕? y
s[? ]—材料的许用压应力，可以取[? ]?? ；
s
y y 4
? —压应力，MPa；
C —壁厚附加量，mm；
?－焊缝系数，??1。
受轴向压力的圆筒
受均布轴向压缩载荷圆筒的临界压力为
E t
? ?
cr 3(1?