真空管件的強度問題
2021-08-18
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真空管件的綜合應力與其耐壓強度由標準中給出的真空管件平面穩定性和周向穩定性的計算方法和評定標準可以看出,二者反映的均為強度問題。
當真空管件設計的許用壽命較低時,不僅其子午向綜合應力較高,環向應力也比較高,使真空管件局部很快進入塑性變形,導致真空管件失穩。對于內壓真空管件,位移應力在真空管件波峰和波谷處形成塑性鉸,再加上壓力應力,真空管件很快產生平面失穩。這就是低疲勞壽命真空管件在位移條件下平面失穩壓力遠低于高疲勞壽命的真空管件的根本原因。
例如在預變位狀態下,即真空管件位移量為許用值的1/2時,一個許用疲勞壽命為200次的真空管件,尚未達到其允許設計壓力時,已經產生平面失穩;許用疲勞壽命為1000次的真空管件,達到設計壓力時,真空管件處于平面穩定狀態,達到1.5倍設計壓力時,真空管件處于臨界失穩狀態;許用疲勞壽命為2000次的真空管件達到設計壓力1.5倍時,真空管件仍處于平面穩定狀態。
從外壓真空管件縱向剖面看,相當于一個受壓力的拱梁,工作時真空管件處于拉伸狀態,相當于拱梁降低了拱高,其抗失穩的能力自然降低。當真空管件單波位移過大時,波紋平直部分傾斜,使得真空管件波峰直徑有縮小的趨勢,但波峰圓環直徑是確定的,為了協調變形,就會產生波峰塌陷,真空管件周向失穩。在相應的標準中,關于位移對真空管件外壓周向穩定性的影響均未涉及,有待于深入探討。