内压薄壁容器应力测定 实验项目性质:设计性 所属课程名称:过程设备设计基础 计划学时:2学时 、实验目的与任务 1.测定内压薄壁圆筒外表面不同点的两向应力大小。 2.测定内压薄壁封头外表面不同点的两向应力大小。 3.学习和了解测量元件、仪器等的正确使用及测试技术。 4.学习和掌握测试数据处理的理论和方法 二、实验内容与要求 1.根据引线的编组和颜色,仔细识别引线与应变片的对应关系。 2.打开应变仪和载荷显示仪。通过加载压力源施加一定的载荷,逐点检测圆筒外壁、 封头外壁各个测点应变花及应变片的应变值。 3.实验数据处理和实验结果与理论值的比较结果(以绘图或表格形式)等都应在实 验报告中反映。 4.实验报告应包括:试验原理、主要实验设备简图包括试验测点的布置、实验原始 数据列表及绘图(包括相应理论值)、实验与理论数据差异的分析等 三、实验条件 1.测试用仪器条件 电阻应变仪:型号:YJ—33型静态电阻应变仪、YJD_27精动态电阻应变仪组成: (图1所示)。 (1)构件变形的感受和转换部分一电阻应变片 (2)被转换量的传递和放大部分一电路系统; (3)读数及记录部分LCD显示器及打印机
15 内压薄壁容器应力测定 实验项目性质：设计性 所属课程名称：过程设备设计基础 计划学时：2 学时 一、实验目的与任务 1. 测定内压薄壁圆筒外表面不同点的两向应力大小。 2. 测定内压薄壁封头外表面不同点的两向应力大小。 3. 学习和了解测量元件、仪器等的正确使用及测试技术。 4. 学习和掌握测试数据处理的理论和方法。 二、实验内容与要求 1. 根据引线的编组和颜色，仔细识别引线与应变片的对应关系。 2. 打开应变仪和载荷显示仪。通过加载压力源施加一定的载荷，逐点检测圆筒外壁、 封头外壁各个测点应变花及应变片的应变值。 3. 实验数据处理和实验结果与理论值的比较结果（以绘图或表格形式）等都应在实 验报告中反映。 4. 实验报告应包括：试验原理、主要实验设备简图包括试验测点的布置、实验原始 数据列表及绘图（包括相应理论值）、实验与理论数据差异的分析等。 三、实验条件 1. 测试用仪器条件 电阻应变仪：型号：YJ—33 型静态电阻应变仪、YJD—27 精动态电阻应变仪组成： （图 1 所示）。 (1) 构件变形的感受和转换部分—电阻应变片； (2) 被转换量的传递和放大部分—电路系统； (3) 读数及记录部分—LCD 显示器及打印机
应变测量电析I 应变测量电桥2 应变测量电桥 转换箱 CPU SRAM 匚键盘[打日机 图1电阻应变仪原理图 电阻片R A 仪器内部 补偿片R2 2.试验用设备装置条/图2电桥接线示意图 实验装置:三个承载内压的薄壁圆筒形容器A、B(图3)、C 容器A:两端分别为-带折边锥形封头、圆平板封头 容器B:两端分别为-椭圆封头、球形封头。 容器C:两端分别为-椭圆封头、平板封头、中间为筒体 容器A、B尺寸、材料 筒体内径:400mm,壁厚4mm。 椭圆长短轴之比:2,壁厚4mm。 容器及封头材料:0Cr18Ni9 16
16 图 1 电阻应变仪原理图 图 2 电桥接线示意图 2. 试验用设备装置条件 实验装置： 三个承载内压的薄壁圆筒形容器 A、B（图 3）、C 容器 A：两端分别为--带折边锥形封头、圆平板封头； 容器 B：两端分别为--椭圆封头、球形封头。 容器 C：两端分别为--椭圆封头、平板封头、中间为筒体 容器 A、B 尺寸、材料： 筒体内径：400mm， 壁厚 4mm。 椭圆长短轴之比：2， 壁厚 4mm。 容器及封头材料：0Cr18Ni9
容器C尺寸、材料: 简体内径:400mm,壁厚6mm 椭圆长短轴之比:2,壁厚6mm 圆平板直径:412mm,壁厚6mm。 容器及封头材料:0Cr18Ni9 图3试验用容器装置 容器B2压力传感器3.容器A4.压力传感器5.压力表6.阀7.手动试压泵 四、实验方案设计建议 本实验对承受内压载荷的薄壁圆筒及封头应力区域两向应力进行测定。通过测定内 应力,获得圆筒及封头的应力分布特征,从而验证其应力分布规律 1.了解容器材料、壁厚尺寸、设计压力等、初步确定容器加载压力(建议多个压力 等级测量) 2.初步选定测点位置,测点位置应能够反映筒体、封头上两向应力的分布规律 3.初算加载压力下测点可能出现最大、最小应变,选定适合的电阻应变片规格, 与测点应变相匹配 4.了解电阻应变仪基本原理、量程范围,满足应变测量要求 5.实验数据记录表格的设计。 五、实验操作建议 1.应变仪测量步骤
17 容器 C 尺寸、材料： 简体内径：400mm， 壁厚 6mm。 椭圆长短轴之比：2， 壁厚 6mm。 圆平板直径：412mm， 壁厚 6mm。 容器及封头材料：0Cr18Ni9 图 3 试验用容器装置 1. 容器 B 2.压力传感器 3. 容器 A 4. 压力传感器 5. 压力表 6. 阀 7. 手动试压泵 四、实验方案设计建议 本实验对承受内压载荷的薄壁圆筒及封头应力区域两向应力进行测定。通过测定内 应力，获得圆筒及封头的应力分布特征，从而验证其应力分布规律。 1．了解容器材料、壁厚尺寸、设计压力等、初步确定容器加载压力(建议多个压力 等级测量)； 2．初步选定测点位置，测点位置应能够反映筒体、封头上两向应力的分布规律； 3．初算加载压力下测点可能出现最大、最小应变，选定适合的电阻应变片规格， 与测点应变相匹配； 4．了解电阻应变仪基本原理、量程范围，满足应变测量要求； 5．实验数据记录表格的设计。 五、实验操作建议 1．应变仪测量步骤
1)打开容器的排气阀,通人冷水,装满后关闭排气阀; 2)检查各接线是否正确、牢固; 3)打开应变仪电源; 4)检查应变仪是否工作正常; 5)按所贴应变片设定应变片灵敏系数K 6)选择调零,检验各点初值是否为零; 7)用试压泵向容器加压,分别加压至0.2,0.4,0.6MPa,并测量相应压力下各点 之应变值,并记录。 2.联机测量步骤 1)启动实验程序,选择实验 2)点击联机测量”,进入测量程序 a.点击“平衡”按钮,应变仪进行平衡; b.点击“测量”按钮,读入应变初读数,(若读数不为零,重复ab.步骤); c.点击“记录”按钮,将数据写入数据库文件; d.改变实验压力,记录实验数据:将数据写入数据库文件。 3)点击“设置按钮,可对应变仪进行参数设置(应变仪脱机测量的设置,请参照 BZ2205C静态电组应变仪使用说明书); 4)测量完成后,点击“数据处理进入数据处理窗口; a.点击“读取数据”按钮,弹出“选择数据文件“对话框 b.选择数据文件: 处理数据库文件(现场实验)数据-1; 处理文本文件(旧的实验)数据-2 c.点击“计算按钮,计算应变修正值和应力值 d.点击“画图”按钮,进入“绘制应力曲线“窗口 e.点击“打印”按钮,打印页面内容图象 f.点击“导出数据”按钮,将测量的应变值入文本文件,可以用记事本打开、编辑和 打印所存的文件 g.点击"返回"按钮,退出数据处理窗口。 六、实验报告要求 1.简述实验目的、原理及装置;选择实验装置及内容,设计实验方案:
18 1） 打开容器的排气阀，通人冷水，装满后关闭排气阀； 2） 检查各接线是否正确、牢固； 3） 打开应变仪电源； 4） 检查应变仪是否工作正常； 5） 按所贴应变片设定应变片灵敏系数 K； 6） 选择调零，检验各点初值是否为零； 7） 用试压泵向容器加压，分别加压至 0.2，0.4，0.6MPa，并测量相应压力下各点 之应变值，并记录。 2. 联机测量步骤 1) 启动实验程序，选择实验； 2) 点击“联机测量”，进入测量程序； a. 点击“平衡”按钮，应变仪进行平衡； b. 点击“测量”按钮，读入应变初读数，（若读数不为零，重复 a.b. 步骤）； c. 点击“记录”按钮，将数据写入数据库文件； d. 改变实验压力，记录实验数据；将数据写入数据库文件。 3) 点击“设置”按钮，可对应变仪进行参数设置（应变仪脱机测量的设置，请参照 BZ2205C 静态电组应变仪使用说明书）； 4) 测量完成后，点击“数据处理”进入数据处理窗口； a. 点击“读取数据”按钮，弹出“选择数据文件“对话框 b. 选择数据文件： 处理数据库文件（现场实验）数据 --1； 处理文本文件 （旧的实验）数据 --2； c. 点击“计算”按钮，计算应变修正值和应力值； d. 点击“画图”按钮，进入“绘制应力曲线“窗口； e. 点击“打印”按钮，打印页面内容图象； f. 点击“导出数据”按钮，将测量的应变值入文本文件，可以用记事本打开、编辑和 打印所存的文件； g. 点击“返回”按钮，退出数据处理窗口。 六、实验报告要求 1．简述实验目的、原理及装置；选择实验装置及内容，设计实验方案；
2.整理实验数据并计算在某一压力下筒体、封头测点的应力值,并绘制其应力分 布曲线 3.利用所学理论分析封头的应力分布状况 4.实验体会及存在问题讨论
19 2．整理实验数据并计算在某一压力下筒体、封头测点的应力值，并绘制其应力分 布曲线； 3．利用所学理论分析封头的应力分布状况； 4．实验体会及存在问题讨论