JPH0512587B2 - - Google Patents
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- JPH0512587B2 JPH0512587B2 JP19694282A JP19694282A JPH0512587B2 JP H0512587 B2 JPH0512587 B2 JP H0512587B2 JP 19694282 A JP19694282 A JP 19694282A JP 19694282 A JP19694282 A JP 19694282A JP H0512587 B2 JPH0512587 B2 JP H0512587B2
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- wall thickness
- tapered
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J12/00—Pressure vessels in general
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0104—Shape cylindrical
- F17C2201/0123—Shape cylindrical with variable thickness or diameter
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
- F17C2203/0612—Wall structures
- F17C2203/0614—Single wall
- F17C2203/0617—Single wall with one layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は厚肉部と薄肉部とを肉厚がなだらか
に変化する接続部によつて接続するようにした球
形圧力容器に関する。
に変化する接続部によつて接続するようにした球
形圧力容器に関する。
一般に、球形圧力容器、例えば球形ロケツトの
モータケースは継手用のフランジあるいは溶接用
の開先を形成するために、均一な薄肉部の外に肉
厚の厚い厚肉部を有している。このような厚肉部
と薄肉部とを有する球形圧力容器を簡単に設計す
る際には、例えば以下のような手順がふまれる。
まず、厚肉部の肉厚は予め決定されているので、
薄肉部の肉厚を一時的に決定し、厚肉部と薄肉部
とを円錐状のテーパ部で接続する。次に、厚肉
部、薄肉部、テーパ部の応力を算出する。このと
き、テーパ部には内圧による応力の外に容器の変
形による曲げ応力（外面側には＋、内面側には
−）が作用して応力集中が発生し、この応力集中
はテーパ部と薄肉部との接続部分付近において最
大となる。この応力集中によつても薄肉部あるい
はテーパ部が破壊しないように、薄肉部の肉厚を
厚くして再決定する。この場合には、テーパ部と
薄肉部との接続部分が規定安全率となるが、薄肉
部全体の肉厚を前述のように厚くしたので、薄肉
部全体が過剰安全率となる。すなわち、薄肉部が
全体的に必要以上に厚くなつており、大重量にな
つてしまうという問題点がある。このような問題
点を解決するために、従来においては、薄肉部の
肉厚を決定するとともに、この薄肉部から厚肉部
に向かつてテーパ部の肉厚を徐々に厚くし、テー
パ部付近の各部分において設定内圧が作用した時
の応力値（内圧による応力と容器変形による曲げ
応力の合計値）が、薄肉部における規定応力値の
1.1倍以下になるようにすることが行われている。
ここで、テーパ部付近の応力値を規定応力値の
1.1倍以下に抑える理由は、一般に球形ロケツト
のモータケースは設計圧力の1.1倍の内圧が作用
したとき、モータケースの薄肉部に降伏点応力が
作用するという基準があるからである。すなわ
ち、最弱部分であるテーパ部付近の応力値を前述
のように1.1倍以下に抑えておかないと、設定し
た内圧がモータケースに作用したとき、このテー
パ部付近の応力値が降伏点応力を超えて塑性変形
が発生してしまうのである。このような方法の設
計手順は、アグネ書房発行のPROCEEDINGS
OF THE ELEVENTHINTERNATIONAL
SYMPOSIUM ON SPACE TECHNOLOGY
AND SCIENCE 1975年度版のOptimum
Design of Rocket Motor Cases（第235頁から第
238頁まで）に記載されているように、テーパ部
を多数の環状要素に分割した後、各環状要素の肉
厚を一時的にテーパ部がなだらかになるような値
に定める。次に、有限要素法プログラムを使用し
てコンピユータにより各環状要素の剛性マトリツ
クスを各環状要素間の変位の連続条件に基づいて
総合し、外力との関係から変位を求め、この変位
から各環状要素の応力を求める。そして、各環状
要素の最大応力が薄肉部における規定応力の1.1
倍以下、好ましくは、規定応力以下、になつてい
るかどうかを検討する。そして、いずれかの環状
要素の応力が前記規定応力の1.1倍を超えている
ときには、勘により適当な環状要素の肉厚を変化
させ、再び応力解析を行うようにしている。この
ような手順を繰り返すことによりテーパ部の肉厚
を決定することになるが、このような手順によつ
て設計された球形圧力容器の計算応力はアグネ書
房発行のPROCEEDINGS OF THE TENTH
INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON
SPACE TECHNOLOGY AND SCIENCE
1973年版のDevelopment of ａ Large
Sphercal Rocket Motor Case from Ti−6A1
−4V Alloy（第297頁から第302頁まで）の第300
頁第１行から第６行に記載されているように実際
の応力測定結果とよく一致している。
モータケースは継手用のフランジあるいは溶接用
の開先を形成するために、均一な薄肉部の外に肉
厚の厚い厚肉部を有している。このような厚肉部
と薄肉部とを有する球形圧力容器を簡単に設計す
る際には、例えば以下のような手順がふまれる。
まず、厚肉部の肉厚は予め決定されているので、
薄肉部の肉厚を一時的に決定し、厚肉部と薄肉部
とを円錐状のテーパ部で接続する。次に、厚肉
部、薄肉部、テーパ部の応力を算出する。このと
き、テーパ部には内圧による応力の外に容器の変
形による曲げ応力（外面側には＋、内面側には
−）が作用して応力集中が発生し、この応力集中
はテーパ部と薄肉部との接続部分付近において最
大となる。この応力集中によつても薄肉部あるい
はテーパ部が破壊しないように、薄肉部の肉厚を
厚くして再決定する。この場合には、テーパ部と
薄肉部との接続部分が規定安全率となるが、薄肉
部全体の肉厚を前述のように厚くしたので、薄肉
部全体が過剰安全率となる。すなわち、薄肉部が
全体的に必要以上に厚くなつており、大重量にな
つてしまうという問題点がある。このような問題
点を解決するために、従来においては、薄肉部の
肉厚を決定するとともに、この薄肉部から厚肉部
に向かつてテーパ部の肉厚を徐々に厚くし、テー
パ部付近の各部分において設定内圧が作用した時
の応力値（内圧による応力と容器変形による曲げ
応力の合計値）が、薄肉部における規定応力値の
1.1倍以下になるようにすることが行われている。
ここで、テーパ部付近の応力値を規定応力値の
1.1倍以下に抑える理由は、一般に球形ロケツト
のモータケースは設計圧力の1.1倍の内圧が作用
したとき、モータケースの薄肉部に降伏点応力が
作用するという基準があるからである。すなわ
ち、最弱部分であるテーパ部付近の応力値を前述
のように1.1倍以下に抑えておかないと、設定し
た内圧がモータケースに作用したとき、このテー
パ部付近の応力値が降伏点応力を超えて塑性変形
が発生してしまうのである。このような方法の設
計手順は、アグネ書房発行のPROCEEDINGS
OF THE ELEVENTHINTERNATIONAL
SYMPOSIUM ON SPACE TECHNOLOGY
AND SCIENCE 1975年度版のOptimum
Design of Rocket Motor Cases（第235頁から第
238頁まで）に記載されているように、テーパ部
を多数の環状要素に分割した後、各環状要素の肉
厚を一時的にテーパ部がなだらかになるような値
に定める。次に、有限要素法プログラムを使用し
てコンピユータにより各環状要素の剛性マトリツ
クスを各環状要素間の変位の連続条件に基づいて
総合し、外力との関係から変位を求め、この変位
から各環状要素の応力を求める。そして、各環状
要素の最大応力が薄肉部における規定応力の1.1
倍以下、好ましくは、規定応力以下、になつてい
るかどうかを検討する。そして、いずれかの環状
要素の応力が前記規定応力の1.1倍を超えている
ときには、勘により適当な環状要素の肉厚を変化
させ、再び応力解析を行うようにしている。この
ような手順を繰り返すことによりテーパ部の肉厚
を決定することになるが、このような手順によつ
て設計された球形圧力容器の計算応力はアグネ書
房発行のPROCEEDINGS OF THE TENTH
INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON
SPACE TECHNOLOGY AND SCIENCE
1973年版のDevelopment of ａ Large
Sphercal Rocket Motor Case from Ti−6A1
−4V Alloy（第297頁から第302頁まで）の第300
頁第１行から第６行に記載されているように実際
の応力測定結果とよく一致している。
しかしながら、このような変位法による有限要
素法を用いた繰り返し収束法にあつては、肉厚と
応力とに一対一の対応関係がなく、しかも、任意
の環状要素の応力が近くの環状要素の肉厚の影響
を大きく受けるため、容易に収束せず、この結
果、実用に供しうるモータケースを設計するのに
熟練および多大の時間、労力が必要になるという
問題点があつた。
素法を用いた繰り返し収束法にあつては、肉厚と
応力とに一対一の対応関係がなく、しかも、任意
の環状要素の応力が近くの環状要素の肉厚の影響
を大きく受けるため、容易に収束せず、この結
果、実用に供しうるモータケースを設計するのに
熟練および多大の時間、労力が必要になるという
問題点があつた。
本発明者はこのような問題点を解決するために
鋭意研究した結果、横軸（平等目盛）に基点から
任意の点までの角度を球中心を中心としてとり、
縦軸（対数目盛）に任意の点の肉厚と薄肉部の肉
厚との差を薄肉部の肉厚で除した値をとり、この
グラフ上に前述のようにした設計された多数の球
形圧力容器の値をプロツトすると、これらのプロ
ツト点が１つの直線を示唆することを見出したの
である。
鋭意研究した結果、横軸（平等目盛）に基点から
任意の点までの角度を球中心を中心としてとり、
縦軸（対数目盛）に任意の点の肉厚と薄肉部の肉
厚との差を薄肉部の肉厚で除した値をとり、この
グラフ上に前述のようにした設計された多数の球
形圧力容器の値をプロツトすると、これらのプロ
ツト点が１つの直線を示唆することを見出したの
である。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
第１図は従来の繰り返し収束法によつて設計さ
れたモータケース１の第１例の断面図を示してい
る。このモータケース１の諸元は以下の通りであ
る。
れたモータケース１の第１例の断面図を示してい
る。このモータケース１の諸元は以下の通りであ
る。
直径：1130（mm）
薄肉部２の肉厚t0：２〜３（mm）
第２図はこのようなモータケース１のテーパ部
３，４，５，６の状態をグラフに示したものであ
る。このグラフの作成手順は、まず基点をテーパ
部３，４，５，６の始点（肉厚増加開始点）と思
われる位置に定め、次に、この基点からテーパ部
３，４，５，６の終点（肉厚増加終了点）に向か
つて１度刻みに各テーパ部３，４，５，６のの肉
厚ｔを求める。次に各点の肉厚ｔから薄肉部２の
肉厚t0を減じた値を薄肉部２の肉厚t0で除した値
を演算する。次に、横軸に平等目盛で基点からの
角度θをとり、縦軸に対数目盛で前記除した値を
とり、テーパ部３，４，５，６の各点をこのグラ
フ上にプロツトする。このグラフにおいては、各
テーパ部３，４，５，６を示す曲線は、最初に設
定した基点を適当定めたものであるため、互いに
ずれている。このため、これらの各曲線をそれら
の直線部分が互いに重なり合うようずらし、基点
の再設定を行つた。このようにして作成されたグ
ラフが第２図である。ここで、曲線７はテーパ部
３の状態を、曲線８はテーパ部４の状態を、曲線
９はテーパ部５の状態を、曲線１０はテーパ部６
の状態を示している。
３，４，５，６の状態をグラフに示したものであ
る。このグラフの作成手順は、まず基点をテーパ
部３，４，５，６の始点（肉厚増加開始点）と思
われる位置に定め、次に、この基点からテーパ部
３，４，５，６の終点（肉厚増加終了点）に向か
つて１度刻みに各テーパ部３，４，５，６のの肉
厚ｔを求める。次に各点の肉厚ｔから薄肉部２の
肉厚t0を減じた値を薄肉部２の肉厚t0で除した値
を演算する。次に、横軸に平等目盛で基点からの
角度θをとり、縦軸に対数目盛で前記除した値を
とり、テーパ部３，４，５，６の各点をこのグラ
フ上にプロツトする。このグラフにおいては、各
テーパ部３，４，５，６を示す曲線は、最初に設
定した基点を適当定めたものであるため、互いに
ずれている。このため、これらの各曲線をそれら
の直線部分が互いに重なり合うようずらし、基点
の再設定を行つた。このようにして作成されたグ
ラフが第２図である。ここで、曲線７はテーパ部
３の状態を、曲線８はテーパ部４の状態を、曲線
９はテーパ部５の状態を、曲線１０はテーパ部６
の状態を示している。
第３図は従来のモータケース１１の第２例の断
面図を示している。このモータケース１１の諸元
は以下の通りである。
面図を示している。このモータケース１１の諸元
は以下の通りである。
直径：７45（mm）
薄肉部の肉厚（t0）：0.91（mm）
第４図はこのようなモータケース１１のテーパ
部１２，１３，１４の状態をグラフに示したもの
である。このグラフの作成手順は前述と同様であ
り、曲線１５はテーパ部１２の状態を、曲線１６
はテーパ部１３の状態を、曲線１７はテーパ部１
４の状態を示している。
部１２，１３，１４の状態をグラフに示したもの
である。このグラフの作成手順は前述と同様であ
り、曲線１５はテーパ部１２の状態を、曲線１６
はテーパ部１３の状態を、曲線１７はテーパ部１
４の状態を示している。
これらの第２，４図の曲線はそれぞれ１本の直
線を示しており、これらの直線はまた同一の傾き
をもつている。ここで、これらの直線を数式(1)で
表すと以下のようになる。
線を示しており、これらの直線はまた同一の傾き
をもつている。ここで、これらの直線を数式(1)で
表すと以下のようになる。
log10ｔ−t0／t0＝θ／６−３ ……(1)
ここで
ｔ：任意の点におけるテーパ部（接続部）の肉
厚（mm） θ：基点から任意の点までの角度（度） t0：薄肉部の肉厚（mm） また、上記式(1)において、定数６は示唆された
直線１８の傾きを表し、また定数３は左辺と右辺
の桁合わせのための数値である。
厚（mm） θ：基点から任意の点までの角度（度） t0：薄肉部の肉厚（mm） また、上記式(1)において、定数６は示唆された
直線１８の傾きを表し、また定数３は左辺と右辺
の桁合わせのための数値である。
上記式(1)は以下の式(2)のように変形することが
できる。
できる。
このような式(2)によつて球形圧力容器の厚肉部
とを接続する接続部の各点の肉厚を決定し、応力
計算を行うと、接続部は全範囲においてその応力
値が薄肉部の規定応力値以下となる。そして、こ
のときの接続部の長さ、すなわち薄肉部と厚肉部
との間の距離、は最も短いものとなる。ただし、
接続部の肉厚が薄肉部の肉厚の２倍を超えると、
厚肉となつて応力値が低下するため、肉厚の決定
にある程度の自由度がでてくる。このため、前述
の２倍を超えた範囲については、従来の簡便法の
ように円錐状のテーパにしておけば、上記式(2)に
基づいた肉厚でなくても、応力値が薄肉部の規定
応力値以下となる。また、接続部の肉厚が薄肉部
の肉厚の１倍から1.01倍までの範囲の応力につい
ては、接続部の肉厚が薄肉部の肉厚の1.01倍から
２倍の範囲に大きく影響されるので、この範囲が
前記式(2)通りになつていると、応力集中は発生せ
ず、この結果、1.01倍までの間は肉厚の決定にあ
る程度の自由度がでてくる。このため、前記1.01
倍までの範囲については前記(2)式通りでなくて
も、なだらかにつないでおけば実用上問題はな
い。上記(2)式において定数６は５以上でもよい。
この定数が６未満となると、接続部の長さがさら
に短くなる反面接続部に応力集中が生じその応力
値が薄肉部の規定応力を超える。この傾向は定数
が６より小さくなればなるほど強まり、定数が５
未満になると、接続部に前記規定応力の1.1倍を
超える応力値の部分が生じるおそれがある。この
ように、定数が５未満になると、前述のように塑
性変形が生じるおそれがあるので、この定数は５
以上でなければならない。一方、前記定数６は６
以下でもよい。この、定数が６を超えると、接続
部の長さが長くなる反面接続部の応力値は薄肉部
の規定応力を下回ることになる。この傾向は定数
が６より大きくなればなるほど強まり、定数が10
を超えると、接続部が長くなりすぎてNC加工用
のテンプレート等の製造が極めて困難になる。こ
のため、この定数は10以下でなければならない。
以上の説明からわかるように、接続部の肉厚は薄
肉部の肉厚の1.01倍から２倍までの範囲を式(3)、
(4)によつて求めればよい。
とを接続する接続部の各点の肉厚を決定し、応力
計算を行うと、接続部は全範囲においてその応力
値が薄肉部の規定応力値以下となる。そして、こ
のときの接続部の長さ、すなわち薄肉部と厚肉部
との間の距離、は最も短いものとなる。ただし、
接続部の肉厚が薄肉部の肉厚の２倍を超えると、
厚肉となつて応力値が低下するため、肉厚の決定
にある程度の自由度がでてくる。このため、前述
の２倍を超えた範囲については、従来の簡便法の
ように円錐状のテーパにしておけば、上記式(2)に
基づいた肉厚でなくても、応力値が薄肉部の規定
応力値以下となる。また、接続部の肉厚が薄肉部
の肉厚の１倍から1.01倍までの範囲の応力につい
ては、接続部の肉厚が薄肉部の肉厚の1.01倍から
２倍の範囲に大きく影響されるので、この範囲が
前記式(2)通りになつていると、応力集中は発生せ
ず、この結果、1.01倍までの間は肉厚の決定にあ
る程度の自由度がでてくる。このため、前記1.01
倍までの範囲については前記(2)式通りでなくて
も、なだらかにつないでおけば実用上問題はな
い。上記(2)式において定数６は５以上でもよい。
この定数が６未満となると、接続部の長さがさら
に短くなる反面接続部に応力集中が生じその応力
値が薄肉部の規定応力を超える。この傾向は定数
が６より小さくなればなるほど強まり、定数が５
未満になると、接続部に前記規定応力の1.1倍を
超える応力値の部分が生じるおそれがある。この
ように、定数が５未満になると、前述のように塑
性変形が生じるおそれがあるので、この定数は５
以上でなければならない。一方、前記定数６は６
以下でもよい。この、定数が６を超えると、接続
部の長さが長くなる反面接続部の応力値は薄肉部
の規定応力を下回ることになる。この傾向は定数
が６より大きくなればなるほど強まり、定数が10
を超えると、接続部が長くなりすぎてNC加工用
のテンプレート等の製造が極めて困難になる。こ
のため、この定数は10以下でなければならない。
以上の説明からわかるように、接続部の肉厚は薄
肉部の肉厚の1.01倍から２倍までの範囲を式(3)、
(4)によつて求めればよい。
５≦Ａ≦10 ……(4)
以下、上記式(3)、(4)によつて球形圧力容器、例
えば球形ロケツトのモータケースを設計する際の
手順を説明する。第５図に示すように、モータケ
ース２１を設計する際には、まず、薄肉部２２の
肉厚t0を周知の式により、また、厚肉部２３の肉
厚t1を予め決定する。次に、式(5)によつてαを求
める。
えば球形ロケツトのモータケースを設計する際の
手順を説明する。第５図に示すように、モータケ
ース２１を設計する際には、まず、薄肉部２２の
肉厚t0を周知の式により、また、厚肉部２３の肉
厚t1を予め決定する。次に、式(5)によつてαを求
める。
α＝t1−t0／t0 ……(5)
ここで、t1＝2t0であればα＝1.0となる。なお、
t1＞2t0のときは、式(5)にt1の値をそのまま代入し
求めて以後の計算を行つてもよい（この場合には
接続部２４の全ての範囲の肉厚が前記式(3)によつ
て算出されることになる）。また、t1＝2t0として
式(5)によりαを求め以後の計算を行うとともに、
2t0を超えた部分については従来のように円錐状
のテーパとしてもよい。ここでは前述のようにα
＝1.0としているので、この値を式(3)を変形した
式(6)に代入してθ1を求める。
t1＞2t0のときは、式(5)にt1の値をそのまま代入し
求めて以後の計算を行つてもよい（この場合には
接続部２４の全ての範囲の肉厚が前記式(3)によつ
て算出されることになる）。また、t1＝2t0として
式(5)によりαを求め以後の計算を行うとともに、
2t0を超えた部分については従来のように円錐状
のテーパとしてもよい。ここでは前述のようにα
＝1.0としているので、この値を式(3)を変形した
式(6)に代入してθ1を求める。
θ1＝（log10α＋３）×Ａ ……(6)
このθ1は接続部２４の始点２５と終点２６との
間の交差角で、Ａ＝６とすると18度となる。ここ
で前記定数Ａを６としたが、この定数Ａは、モー
タケースの用途、製作コスト等との関係から５か
ら10までの範囲のいずれの数値にしてもよい。た
だし、定数Ａは６から10までの範囲の値が応力集
中を全くなくする意味から好ましいのはいうまで
もない。次に、前記式(3)にθを18度から０度まで
変化させて代入し、接続部２４の各点の肉厚ｔを
求める。ただし、前述の理由からα＝0.01までで
計算を終了し、α＝0.01、すなわちθ＝６度、の
点からθ＝０度の点（現実に設計するときはθ＝
０度でt0とする）までをなだらかにつなげばよ
い。
間の交差角で、Ａ＝６とすると18度となる。ここ
で前記定数Ａを６としたが、この定数Ａは、モー
タケースの用途、製作コスト等との関係から５か
ら10までの範囲のいずれの数値にしてもよい。た
だし、定数Ａは６から10までの範囲の値が応力集
中を全くなくする意味から好ましいのはいうまで
もない。次に、前記式(3)にθを18度から０度まで
変化させて代入し、接続部２４の各点の肉厚ｔを
求める。ただし、前述の理由からα＝0.01までで
計算を終了し、α＝0.01、すなわちθ＝６度、の
点からθ＝０度の点（現実に設計するときはθ＝
０度でt0とする）までをなだらかにつなげばよ
い。
次に、このようにして設計されたモータケース
の具体例を説明する。
の具体例を説明する。
具体例１
直径：1290mm
薄肉部２８の肉厚t0：1.6mm
計算式の適用範囲：第６図に示す接続部２９
の肉厚14mmから６mmまでは従来と同様にテーパ状
とし、６mm未満の全範囲に式(2)を適用している。
の肉厚14mmから６mmまでは従来と同様にテーパ状
とし、６mm未満の全範囲に式(2)を適用している。
第７図はこのようにして設計されたモータケー
スの応力分布（内圧50Kg／mm2）を示したもので、
接続部２９のいずれの点においてもその応力値は
薄肉部２８の規定応力値を超えていない。
スの応力分布（内圧50Kg／mm2）を示したもので、
接続部２９のいずれの点においてもその応力値は
薄肉部２８の規定応力値を超えていない。
具体例２
直径：1290mm
薄肉部３０の肉厚t0：1.7mm
計算式の適用範囲：第８図に示す接続部３１
の肉厚14mmから６mmまでは従来と同様にテーパ状
とし、６mm未満の全範囲に式(2)を適用している。
また、接続部３２，３３，３４については全範囲
に式(2)を適用している。
の肉厚14mmから６mmまでは従来と同様にテーパ状
とし、６mm未満の全範囲に式(2)を適用している。
また、接続部３２，３３，３４については全範囲
に式(2)を適用している。
第９図はこのようにして設計されたモータケー
スの応力分布を示したもので、接続部３１，３
２，３３，３４のいずれの点においてもその応力
値は薄肉部３０の規定応力値を超えていない。
スの応力分布を示したもので、接続部３１，３
２，３３，３４のいずれの点においてもその応力
値は薄肉部３０の規定応力値を超えていない。
なお、この発明は完全な球形の圧力容器に限ら
ず、円筒形の片側または両側に半球形のものが一
体形成されているようなものの半球部分にも適用
することができる。
ず、円筒形の片側または両側に半球形のものが一
体形成されているようなものの半球部分にも適用
することができる。
以上、説明したようにこの発明によれば、接続
部の肉厚を単に計算式に数値を代入するだけで極
めて簡単にしかも最高のものを決定することがで
きる。しかも計算式は無次元化されているので、
球形圧力容器の直径がどのような値のものでも適
用できるとともに、薄肉部および厚肉部肉厚がど
のような値のものであつても適用することができ
る。
部の肉厚を単に計算式に数値を代入するだけで極
めて簡単にしかも最高のものを決定することがで
きる。しかも計算式は無次元化されているので、
球形圧力容器の直径がどのような値のものでも適
用できるとともに、薄肉部および厚肉部肉厚がど
のような値のものであつても適用することができ
る。
第１図は従来の手法により設計されたモータケ
ースの第１例を示す断面図、第２図は計算式を導
出する際に作成した第１図に示すモータケースの
テーパ部の状態を示すグラフ、第３図は従来の手
法により設計されたモータケースの第２例を示す
断面図、第４図は計算式を導出する際に作成した
第３図に示すモータケースのテーパ部の状態を示
すグラフ、第５図は本発明の計算式に基づいてモ
ータケースを設計する手順を説明する説明図、第
６図はこの発明の具体例１を示す断面図、第７図
は第６図のものの応力分布図、第８図はこの発明
の具体例２を示す断面図、第９図は第８図のもの
の応力分布図である。 ２２，２８，３０……薄肉部、２３……厚肉
部、２４，２９，３１，３２，３３，３４……接
続部。
ースの第１例を示す断面図、第２図は計算式を導
出する際に作成した第１図に示すモータケースの
テーパ部の状態を示すグラフ、第３図は従来の手
法により設計されたモータケースの第２例を示す
断面図、第４図は計算式を導出する際に作成した
第３図に示すモータケースのテーパ部の状態を示
すグラフ、第５図は本発明の計算式に基づいてモ
ータケースを設計する手順を説明する説明図、第
６図はこの発明の具体例１を示す断面図、第７図
は第６図のものの応力分布図、第８図はこの発明
の具体例２を示す断面図、第９図は第８図のもの
の応力分布図である。 ２２，２８，３０……薄肉部、２３……厚肉
部、２４，２９，３１，３２，３３，３４……接
続部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 厚肉部と薄肉部とを肉厚がなだらかに変化す
る接続部によつて接続するようにした球形圧力容
器において、前記接続部の肉厚を薄肉部の1.01倍
から２倍までの肉厚になるまで以下の式により算
出された範囲内になしたことを特徴とする球形圧
力容器。 ５≦Ａ≦10 ここで ｔ：任意の点における接続部の肉厚（mm） θ：接続部と薄肉部との接続点から接続部の任
意の点までの角度（度） t0：薄肉部の肉厚（mm）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19694282A JPS5986753A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 球形圧力容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19694282A JPS5986753A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 球形圧力容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986753A JPS5986753A (ja) | 1984-05-19 |
| JPH0512587B2 true JPH0512587B2 (ja) | 1993-02-18 |
Family
ID=16366215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19694282A Granted JPS5986753A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 球形圧力容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5986753A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287882A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-14 | 株式会社 石井鐵工所 | 貯槽 |
| JP2006220284A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Tokyo R & D Co Ltd | 圧力容器及びその設計方法 |
| JP2016113992A (ja) | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 三菱重工業株式会社 | 圧力容器およびタービン |
-
1982
- 1982-11-10 JP JP19694282A patent/JPS5986753A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5986753A (ja) | 1984-05-19 |
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