【正文】 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，若給定載荷不超過(guò)結(jié)構(gòu)塑性極限載荷的2/3，則在結(jié)構(gòu)具體部位上不需要滿足一次應(yīng)力相關(guān)許用值的規(guī)定。、SⅣ（2）能引起疲勞但不 引起容器形狀奕化的某些熱應(yīng)力符號(hào)1）PmPLPbQ2）F2）　　4）總結(jié)—載荷和應(yīng)力關(guān)系　　　　4）總結(jié)－各類應(yīng)力可能引起的失效　　靜載：一次應(yīng)力可能引起韌性斷裂、脆斷斷裂；　　二次應(yīng)力一般不會(huì)引起失效；　　峰值應(yīng)力由溫度載荷引起的一般不會(huì)引起失效；　　由機(jī)械載荷引起的可能引發(fā)脆斷；　　交變：都可能引起疲勞；　　5）應(yīng)力分類的應(yīng)用　　例：受內(nèi)壓P，沿壁厚溫差△t　　不包括不連續(xù)和 應(yīng)力集中。　　可由與外載荷的平衡關(guān)系求得，由此一次應(yīng)力必然直接隨外載荷的增加而增加。　　總體范圍分布的應(yīng)力，可能使容器發(fā)生整體范圍的彈性或塑性失效；局部范圍的應(yīng)力，只會(huì)造成容器局部彈塑性失效或疲勞失效。熱應(yīng)力：由內(nèi)部溫度分布不均勻或材料熱膨脹系數(shù)不同引起的 自平衡應(yīng)力；或當(dāng)溫度發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)的自由熱變形被外部約束限制所引起的應(yīng)力。薄壁殼體中，應(yīng)力為沿壁厚均勻分布的薄膜應(yīng)力，并在容器的總體范圍內(nèi)存在?！?σy、即為出現(xiàn)安定的條件?！　〉诙渭虞d卸載循環(huán)將沿BC線變化，這時(shí)不再發(fā)生新的塑性變形，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出新的彈性行為，亦即進(jìn)入安定狀態(tài)?！　√攸c(diǎn)：應(yīng)力應(yīng)變—非線性：非單值對(duì)應(yīng)　　8）彈性名義應(yīng)力：無(wú)論載荷多大，假定結(jié)構(gòu)材料始終為線彈性時(shí)所求得的計(jì)算應(yīng)力?！　?）切應(yīng)力（Shear stress）：是與所考慮截面相切的應(yīng)力成分?？傮w熱應(yīng)力也會(huì)造成容器的彈塑性失效?！　　　　　∵@套方法的基礎(chǔ)首先要對(duì)容器中關(guān)鍵部位逐一進(jìn)行應(yīng)力分析，然后才能進(jìn)行應(yīng)力分類。彈性失效準(zhǔn)則的保守性和不確定性；　　　　 分析設(shè)計(jì)的直接法　　 基本思想　　1）規(guī)則設(shè)計(jì)方法　　 檢驗(yàn)中的強(qiáng)度校核　　1）例：內(nèi)壓圓筒體　　——按壁厚校核　　　　——按壓力校核　　　　，可按該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行強(qiáng)度校核；　　，原則上可根據(jù)用途（如石油、化工、冶金、輕工、制冷等）或類型（如球罐、廢熱鍋爐、搪玻璃設(shè)備、換熱器、高壓容器等），按當(dāng)時(shí)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核；　　，原則上仍按原設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行強(qiáng)度校核?！　?基于Waters法的法蘭設(shè)計(jì)方法　　1）法蘭密封的影響因素：　　螺栓預(yù)緊力、墊片性能、法蘭密封面的特征、法蘭剛度、螺栓剛度、操作工況?！　?）內(nèi)壓殼體開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積：　　式中－dop為開孔直徑，其值為接管直徑d加2倍接管壁厚附加量，d的取值：圓筒開孔，徑向a取d；斜向b取d1；切向c取d。　　1）開孔邊緣的應(yīng)力 2）補(bǔ)強(qiáng)準(zhǔn)則　　□局部薄膜應(yīng)力　　由于開孔引起的結(jié)構(gòu)不連續(xù)，降低局部應(yīng)力水平。有折邊錐殼　　－適用范圍：α≤60176。錐殼大端允許無(wú)折邊應(yīng)有折邊（r≥10%DiL且≥3δr）按平蓋（或應(yīng)力分析）錐殼小端允許無(wú)折邊應(yīng)有折邊　?。╮S≥5%DiS且≥3δr）　　3）內(nèi)壓錐形封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算　　內(nèi)壓橢圓封頭厚度計(jì)算：　　采用第一強(qiáng)度理論，控制橢圓封頭的最大應(yīng)力不超過(guò)材料的許用應(yīng)力：　　　　　　適用范圍：　　2）碟形封頭　　封頭一般與筒體連接，由于連接處一般存在壁厚差、曲率半徑突變等幾何不連續(xù)，因此連接處應(yīng)力可分為一次局部薄膜應(yīng)力和二次應(yīng)力。制造中能夠達(dá)到的形狀的精確度－圓度控制　　　　CC2由試驗(yàn)確定，如考慮失穩(wěn)壓力20%裕量，可?。骸　1＝、C2＝　　　　 球殼　　 內(nèi)壓球殼　　1）GB150中關(guān)于內(nèi)壓殼體的強(qiáng)度計(jì)算考慮的失效模式是結(jié)構(gòu)在一次加載下的塑性破壞，即彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。φ　　JB/T 4755《銅制焊接容器》；　　　　考慮的失效準(zhǔn)則：　　彈性失效準(zhǔn)則：　　失穩(wěn)失效準(zhǔn)則：　　彈塑性失效準(zhǔn)則：　　塑性失效準(zhǔn)則：　　疲勞失效準(zhǔn)則　　2）GB/T 151－2014《熱交換器》　　、鋯及其合金；　　，公稱直徑不大于4000mm，設(shè)計(jì)壓力（Mpa）與公稱直徑（mm）的乘積不大于27000；　　，增加了管殼式熱交換器的受壓元件型式，包括雙管板結(jié)構(gòu)、拉撐管板結(jié)構(gòu)、撓性管板等結(jié)構(gòu)；　　?！　〔糠謴?fù)雜結(jié)構(gòu)中引入塑性失效準(zhǔn)則，使結(jié)構(gòu)更加合理?！　?duì)于外壓元件，指滿足穩(wěn)定性要求的最小厚度?！　?）壓力（關(guān)系）　　　　設(shè)計(jì)壓力的確定內(nèi)壓容器無(wú)安全泄放裝置～；裝有安全閥≥安全閥開啟壓力（～）；裝有爆破片＝爆破片設(shè)計(jì)爆破壓力加制造范圍上限；容器位于泵進(jìn)口側(cè)，且無(wú)安全泄放裝置時(shí)取無(wú)安全泄放裝置時(shí)的設(shè)計(jì)壓力，；　　續(xù)表真空容器無(wú)夾套有安全泄放裝置Min{，}無(wú)安全泄放裝置；夾套內(nèi)為內(nèi)壓容器（真空）設(shè)計(jì)外壓力按無(wú)夾套真空容器規(guī)定選取夾套（內(nèi)壓）設(shè)計(jì)內(nèi)壓力按內(nèi)壓容器規(guī)定選取；外壓容器設(shè)計(jì)外壓力≥正常工作情況下可能產(chǎn)生的最大內(nèi)外壓差　　2）溫度　　設(shè)計(jì)溫度：指壓力容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值），與設(shè)計(jì)壓力一起作為設(shè)計(jì)載荷條件；　　工作溫度：容器在正常工作情況下，容器元件的金屬溫度?！　∮?jì)算壓力Pc：指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件厚度的壓力，并且應(yīng)當(dāng)考慮液柱靜壓力等附加載荷。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，可以得到材料的設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Sm　　或σ當(dāng)≤[σ]壓　　壓力容器設(shè)計(jì)的基本概念　　 壓力容器設(shè)計(jì)的強(qiáng)度理論制造要求；　　　　2）為防止缺陷導(dǎo)致低應(yīng)力脆斷，可按斷裂力學(xué)限制缺陷的尺寸 或?qū)Σ牧咸岢霰仨氝_(dá)到的韌性指標(biāo)，這是防脆斷設(shè)計(jì)?！　　　　　　　　八苄糟q”：梁某截面全部進(jìn)入塑性狀態(tài)后，該處曲率可以任意増大，稱該點(diǎn)出現(xiàn)了一個(gè)塑性鉸?！　∪绾吻蟮臉O限載荷，是該準(zhǔn)則的基礎(chǔ)。針對(duì)具體的失效模式，選擇不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，是設(shè)計(jì)者應(yīng)該掌握的技能。這些不確定因素在失效判據(jù)中并未考慮進(jìn)去）　　在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，常在失效判據(jù)的基礎(chǔ)上引入安全系數(shù)以考慮上述不確定因素對(duì)實(shí)際失效的影響，從而得到與失效判據(jù)相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則?！　　　?）泄漏失效　　容器及管道可拆密封部位的密封系統(tǒng)中每一個(gè)零部件的失效都會(huì)引起泄漏失效。當(dāng)空洞連成片并擴(kuò)展時(shí)即形成蠕變裂紋，最終發(fā)生蠕變斷裂的事故。爆裂的方式取決于結(jié)構(gòu)的厚度、材料的韌性，并與缺陷的大小有關(guān)?！　　　?）脆性斷裂　　這是一種沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分塑性大變形的容器破裂失效?！　?）表現(xiàn)形式：破裂、過(guò)度變形、泄漏　　3）引起原因：工藝條件、載荷、介質(zhì)　主要內(nèi)容　　1 基于失效模式的設(shè)計(jì)理念　　2 壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　　3 容器設(shè)計(jì)的基本概念　　4 常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法　　5 分析設(shè)計(jì)一應(yīng)力分類法　　　　1 基于失效模式的設(shè)計(jì)理念　　 容器的失效　　 失效模式分類　　 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)考慮的失效模式　　 失效模式　　 失效判據(jù)　　1 基于失效模式的設(shè)計(jì)理念　　壓力容器的設(shè)計(jì)步驟　　針對(duì)失效模式的設(shè)計(jì)理念成為壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向?！　?失效模式分類　　1）IS016528歸為三大類、14種失效模式。材料的脆性和嚴(yán)重的超標(biāo)缺陷均會(huì)導(dǎo)致這種破裂，或者兩種原因兼有。疲勞裂紋的斷口上一般會(huì)留下肉眼可見(jiàn)的貝殼狀的疲勞條紋?！　±绶ㄌm的剛性不足導(dǎo)致法蘭的過(guò)度變形而影響對(duì)墊片的壓緊，緊固螺栓因設(shè)計(jì)不當(dāng)或銹蝕而過(guò)度伸長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致泄漏，墊片的密封比壓不足、墊片老化缺少反彈能力都會(huì)引起泄漏失效。　2 壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　　失效準(zhǔn)則（設(shè)計(jì)準(zhǔn)則）　　　　 彈性失效準(zhǔn)則　　為防止容器總體部位發(fā)生屈服變形，將總體部位的最大應(yīng)力限制在材料的屈服點(diǎn)以下，保證容器的總體部位始終處于彈性狀態(tài)而不會(huì)發(fā)生彈性失效?！　?）準(zhǔn)則應(yīng)用：　　　　此時(shí)M’即為極限載荷，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力：棘輪現(xiàn)象：構(gòu)件受機(jī)械載荷、熱應(yīng)力或二者同時(shí)作用的循環(huán)作用，產(chǎn)生遞増的非彈性變形的現(xiàn)象?！　?疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　　1）定義：為防止容器發(fā)生疲勞失效，將容器應(yīng)力集中部位的最大交變應(yīng)力的應(yīng)力幅限制在由低周疲勞設(shè)計(jì)曲線確定的許用應(yīng)力幅之內(nèi)時(shí)才能保證在規(guī)定的循環(huán)周次內(nèi)不發(fā)生疲勞失效?！　?）準(zhǔn)則應(yīng)用：安全評(píng)定；壽命評(píng)估；　　蠕變失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　　1）定義：將高溫容器筒體的蠕變變形量（或按蠕變方程計(jì)算出的相應(yīng)的應(yīng)力）限制在某一允許的范圍之內(nèi)，以保證高溫容器在規(guī)定的使用期內(nèi)不發(fā)生蠕變失效。使用控制；　　例如：低溫容器，“防脆斷失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”　　高溫容器，“蠕變失效準(zhǔn)則”　　不銹鋼制壓力容器，“腐蝕失效準(zhǔn)則”　　壓力容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展　　 容器設(shè)計(jì)的基本參數(shù)　　 GB150—2011《壓力容器》僅對(duì)脆性材料，理論預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果大致相符分析設(shè)計(jì)中，將應(yīng)力分成不同的狀態(tài)，根據(jù)各狀態(tài)對(duì)應(yīng)的失效準(zhǔn)則確定許用極限λKSm中的系數(shù)λ　　4）第四強(qiáng)度理論（最大變形能理論、Mises屈服條件）　　認(rèn)為材料破壞取決于變形比能。（當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)，可忽略不計(jì)）　　工作壓力Pw：在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，標(biāo)注在圖樣上的工作溫度一般指介質(zhì)溫度?！　≡O(shè)計(jì)厚度：計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和。反映了由于焊接缺陷、殘余應(yīng)力、焊材等因素導(dǎo)致的強(qiáng)度的削弱?！　。ǘ?qiáng)度理論　　第一強(qiáng)度理論，即最大主應(yīng)力理論?！　?biāo)準(zhǔn)適用范圍－設(shè)計(jì)壓力　??；　　。JB/T 4756《鎳及鎳合金焊接容器》；　　　　對(duì)應(yīng)的極限壓力：　　2）彈性力學(xué)解（拉美公式）　　　　討論：1）主應(yīng)力方向？應(yīng)力分布規(guī)律？　　徑向、環(huán)向應(yīng)力非線形分布（內(nèi)壁應(yīng)力絕對(duì)值最大），軸向應(yīng)力均布；　　2）K對(duì)應(yīng)力分布的影響？　　越大分