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文档简介

压力容器分析设计基础 压力容器规则设计与分析设计应力分析设计方法概要 压力容器规则设计与分析设计 1 规则设计2 分析设计3 规则设计与分析设计的比较 1 规则设计设计准则弹性失效准则 容器只有完全处于弹性状态时才是安全的 一旦结构内某点计算的最大应力进入塑性范围 即达到或超过材料的屈服极限 就认为整个容器失效 依据 静载构件 平均应力 1 规则设计缺点与局限性由于不考虑可变载荷对容器各个部位引起不同的应力与变形 故无法进行疲劳分析和预计寿命 亦不能推测失效起源于何处 弹性失效并不表明容器的承载能力已经耗尽 不同性质的应力取同一应力评定判据是不合理的 这对设计复杂结构的大型容器很不经济 而有效利用结构的塑性行为已被证明是可行的 取较高的安全系数无疑掩盖了失效的实质 其结果增加了材料消耗和制造成本 而对容器安全有时适得其反 2 分析设计设计准则塑性失效准则 只有当结构沿厚度方向全部屈服时 结构才失效 疲劳失效准则 一定许循环应力幅作用下的构件 只有其循环次数超过允许的最大循环次数后 才会发生疲劳破坏 考虑了超出弹性范围以后结构的塑性行为 放弃传统的弹性失效准则 引入极限分析与安定分析概念 采用塑性失效设计准则 应用电子计算机技术和实验测试技术 对复杂结构的容器整体 包括任何不连续区域都可以做详细的弹性应力分析与计算 按不同性质的应力分类和失效形式给予不同的限制条件 机械应力以极限载荷为界限 不连续应力或热应力以安定载荷为界限 当反复受载需作疲劳分析时以疲劳试验应力幅为界限 引用虚拟应力概念可以方便地对高应变区作弹性分析 2 分析设计先进性 3 规则设计与常规设计的比较 关于材料的要求 钢板 制造和检验的要求 应力分析设计方法概要 一 应力性质薄壁容器厚壁容器平板端盖壳体不连续区容器支座区容器接管区容器热应力 一 应力性质1 薄壁容器 应力特点 沿壁厚均布 平衡外载 无自限性 外压时为压应力 需考虑失稳 一 应力性质厚壁容器 一 应力性质厚壁容器 为了分析应力的性质 将非线性分布的应力视为均匀分布 线性分布和非线性分布的三部分的叠加 按合力等效原则确定 按净弯矩等效原则确定 合力等效原则 均布部分 一 应力性质厚壁容器 净弯矩等效原则 线性部分 非线性部分 应力的特点 均匀分布的应力与薄壁容器中的薄膜应力具有相同的性质 来源于与内压力的平衡 遍及整个筒体 无自限性 应力梯度实际上是由筒体内外各处变形不同引起的 源于变形协调 具有自限性 非线性分布应力为应力梯度中的非线性部分 具有自限性 只出现在局部小范围 一 应力性质厚壁容器 一 应力性质3 平板端盖 环向应力径向应力应力主要特点 应力沿板厚线性分布 最大值在板表面 中间面应力为零 与外载荷相平衡 无自限性 随半径r不同而变化 板的上下表面首先屈服 之后应力沿板厚重新分布 一 应力性质4 壳体不连续区 容器上不连续区的应力可以由薄膜应力与边缘应力叠加得
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