对卧式金属罐容量计量中磕碰变形的处理方法

　　卧式金属罐在油库中应用非常广泛。在大型油库中常用于储存和计量一些较少的不同品种的油料。而在小型油库和加油站常成为主要的储油容器。因而，卧式金属罐是大容量检定中常见的金属容器。由于卧式金属罐便于拆迁，常常随着油库的改建而迁移、搬运，并且继续使用，因此，在搬运过程中受到磕碰而造成局部塌陷变形，(图.一)给计量测试带来麻烦。

　　为了计量的准确就应对塌陷后所排开的液体的体积进行修正。在卧式金属罐容量计算机程序中，需要输入内部附件体积A;内部附件起点高度及内部附件迄点高度三个数据。其中，用水准仪测量附件起迄点和计量基准点至水准平面之距离，以基准点为零点，即可求得附件所处的高度。而塌陷所排开液体的体积A是多少呢?对此，我们首先对这种磕碰变形的形成进行简单分析。对金属罐磕碰变形，可以看作是在力P的作用下金属材料的塑性变形。外力P作用在卧式金属罐上在于罐，中心轴水平的方向上，作为受力的金属板是平直的;而在垂直罐中心轴的方向上受力的金属板为弧形。(如图二(a)(b)所示)显然弧形板的抗弯强度，因此在与罐中心轴平行的方向上在P力的作用下首先发生塑性变形，而在垂直轴的方向上金属板从动于水平方向的变形。在水平方向上平板受力可以看作如图三(a)所示的简支梁。由于跨度中点截面上弯矩最大，载荷逐渐增大时，必然在这一截面上首先出现塑性变形，以后向两侧扩大。图三(a)中画阴影线的部分，即为梁内形成的塑性区。随着载荷的增加，跨度中点截面上的最大弯矩最终到达极限值Mjx。这时截面上拉应力和压应力皆保持为。S所以截面上的弯矩保持不变，而截面的转动却已不受“限制”(见图三(b)。这相当于在截面上有一个铰链。(图三(。)所示。这种情况一般称为塑性铰。与塑忙铰的变形相比，梁在塑性铰两侧的部分变形显得微乎其微了。由此可见，在卧式金属罐受到大的力冲碰时，出现的塌陷同样是因为出现塑性铰而引起的。由此，卧式罐的磕碰可以看作金属板以X轴为铰链的弯曲变形。(如图四所示)。

　　变形的体积是以X轴对称的。我们用积分法先求出其中的一半，方法如下:以X轴为Y轴;以弯面上通过罐中心轴O的线为X轴。在该立体中，在座标上的曲线是平面与圆柱体的成斜角a的相交线为抛物线。上面的圆面是圆柱面。这样，垂直于X轴的各个截面为圆缺面(因为a角很小，而罐的半径R很大;所以圆缺面可以看作是垂直于中心轴的圆面，即圆缺的圆弧的半径为R。)见图五同。

　　圆缺的面积为: