【正文】 布越不均勻，說(shuō)明材料的利用不充分；　　例如，　　k＝，R＝%；　　K＝，R＝%；　　4 常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法　　96　　2）彈性力學(xué)解（拉美公式）　　主應(yīng)力：σ1＝σθ，σ2＝σz，σ3＝σr　　屈服條件：　　σⅠ＝σ1＝σθ＝　　σⅡ＝σ1－μ（σ2＋σ3）＝　　σⅢ＝σ1－σ3＝　　σⅣ＝　　3）GB150規(guī)定圓筒計(jì)算公式（中徑公式）的使用范圍為：p/[σ]壁厚設(shè)計(jì)采用材料力學(xué)解（中徑公式）計(jì)算應(yīng)力，利用第一強(qiáng)度理論作為控制?！　?凸形封頭　　1）橢圓封頭　　　　　　第一、第二曲率半徑RR2：　　　　由無(wú)力矩理論：　　內(nèi)壓引起的經(jīng)向應(yīng)力、周向應(yīng)力：　　　　特點(diǎn)：　　1）經(jīng)向應(yīng)力衡為正值（拉應(yīng)力），短軸頂點(diǎn)為最大值點(diǎn)，長(zhǎng)軸端點(diǎn)為最小值點(diǎn)；　　2）周向應(yīng)力可能出現(xiàn)負(fù)值，在短軸頂點(diǎn)為最大拉應(yīng)力，長(zhǎng)軸端點(diǎn)為最小拉應(yīng)力或最大壓應(yīng)力。內(nèi)壓碟形封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算　　　　按薄殼理論解，錐體部分的經(jīng)向應(yīng)力、周向應(yīng)力：　　　　按第一強(qiáng)度理論，得到壁厚計(jì)算公式有折邊錐殼壁厚計(jì)算公式：　　有折邊錐殼壁厚計(jì)算公式：　　式中：（f（當(dāng)α＞60176。　　2）GB150中關(guān)于開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算所考慮的失效模式是開(kāi)孔接管結(jié) 構(gòu)在壓力載荷作用下的高應(yīng)力水平而引起的開(kāi)裂（沒(méi)有考慮循環(huán)載荷引起的疲勞破壞）。低合金鋼的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm＜540Mpa　　　　錐殼開(kāi)孔同圓筒；凸形封頭開(kāi)孔，一律取長(zhǎng)徑。　　2）螺栓法蘭的設(shè)計(jì)內(nèi)容　　如設(shè)計(jì)規(guī)范不明，可參照我國(guó)相應(yīng)的規(guī)范；　　，按照同類材料的最低強(qiáng)度值進(jìn)行強(qiáng)度校核；　　，參照原設(shè)計(jì)規(guī)定選?。弧　?，作為強(qiáng)度校核的壁厚；　?。ūO(jiān)控）使用壓力；　　，低溫壓力容器取常溫；　　；　　塔、球罐等設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮風(fēng)載荷、地震載荷等附加載荷?！　∫陨纤龅娜萜髟O(shè)計(jì)方法都基于彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，將容器中最大應(yīng)力限制在彈性范圍內(nèi)可保證安全。所考慮載荷的不完整性：周期性載荷、熱載荷、局部載荷　　1968年ASME規(guī)范第Ⅷ卷“壓力容器”正式分為兩冊(cè)，第一冊(cè)（ASMEⅧ—1）為傳統(tǒng)的規(guī)則設(shè)計(jì)（Design by Rules）規(guī)范，第二冊(cè)（ASMEⅧ—2）即為“分析設(shè)計(jì)”規(guī)范（Design by Analysis）。內(nèi)壓產(chǎn)生的應(yīng)力使容器在總體范圍內(nèi)發(fā)生彈性失效或塑性失效，即膜應(yīng)力可使筒體屈服變形，以致爆破?！　　　?基本概念　　1）薄膜應(yīng)力（Membrane stress）：是沿截面厚度均勻分布的應(yīng)力成分，其等于沿所考慮截面厚度的應(yīng)力平均值?！　?）應(yīng)力強(qiáng)度（Stress intensity）：即“組合應(yīng)力當(dāng)量強(qiáng)度”，　　復(fù)雜應(yīng)力的當(dāng)量強(qiáng)度，是按所采用的強(qiáng)度理論對(duì)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)組合為與單向應(yīng)力可資比較的當(dāng)量應(yīng)力。　　　　　?、讦?＞2σy；　　塑性區(qū)內(nèi)的彈性名義應(yīng)力超過(guò)兩倍屈服強(qiáng)度值后，卸載時(shí)從B點(diǎn)沿BG線下降，由于約束而產(chǎn)生反向壓縮屈服而達(dá)到D點(diǎn)。　　　　 應(yīng)力分類的依據(jù)　　　　　　例：壓力；　　接管力；　　3）應(yīng)力的分布：沿壁厚的分布是均勻的、線性的或非線性的。一次應(yīng)力P也稱“基本應(yīng)力”?；咎卣魇蔷哂小白韵扌浴保骸　⊥搀w與端蓋的連接；　　厚壁容器內(nèi)外壁存在溫差；　　　　3）峰值應(yīng)力F（Peak stress）：由局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)和局部熱應(yīng)力的影響而疊加到一次加二次應(yīng)力之上的應(yīng)力增量。僅由機(jī)械載荷引 起的沿任意實(shí)心截面的平均應(yīng)力。部位A 遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)域、SⅤ　　　　、SⅢ不包括局部應(yīng)力集中（1）因應(yīng)力集中（缺 口）而加到一次或二次 應(yīng)力上的增量?！　?）總結(jié)　　JB 4732 表5－1應(yīng)力種類一次應(yīng)力二次應(yīng)力峰值應(yīng)力總體薄膜局部薄膜彎曲說(shuō)明（例子見(jiàn)表4－1）沿實(shí)心截面的平 均一次應(yīng)力?！　?）二次應(yīng)力P（Secondary stress）：由相鄰部件的約束或結(jié)構(gòu)的自身約束所引起的法向應(yīng)力或切應(yīng)力。　　　　2）應(yīng)力導(dǎo)出的方法　　例：遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)不連續(xù)處，通過(guò)外載和內(nèi)力間的平衡關(guān)系導(dǎo)出，平衡機(jī)械載荷必須的；容器總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)處，如圓筒和封頭連接處，為保持二者間的幾何連續(xù)性，需要由變形協(xié)調(diào)條件導(dǎo)出邊緣應(yīng)力；　　二者導(dǎo)出方法不同，應(yīng)力性質(zhì)也不同，對(duì)容器失效的影響也不同　　3）應(yīng)力的分布：是總體范圍還是局部范圍的?！　、塾蓽夭町a(chǎn)生的熱應(yīng)力　　　　　　與此對(duì)應(yīng)的虛擬應(yīng)力σ1正好為2σy，因此σ1　　6）設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Sm：應(yīng)力強(qiáng)度的許用基準(zhǔn)值　　除螺栓材料外鋼材；　　　　螺柱材料（JB 4732表3－2）：　　對(duì)用奧氏體不銹鋼材制成的部件，根據(jù)使用部件，對(duì)允許有微量永久變形的部件：　　　　7）塑性：材料中應(yīng)力超過(guò)曲阜極限后發(fā)生于時(shí)間無(wú)關(guān)的不可恢復(fù)的變形。通常法向應(yīng)力沿部件厚度的分布是不均勻的，可將法向應(yīng)力視為由兩種成分組成，一是均勻分布的成分，該截面厚度應(yīng)力的平均值（即為薄膜應(yīng)力）；另一是沿截面厚度各點(diǎn)而變化的成分，可能是線性的，也可能是非線性的?！　》治鲈O(shè)計(jì)法——按這種設(shè)計(jì)思想進(jìn)行容器設(shè)計(jì)時(shí)必先進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力分析，將各種外載荷或變形約束產(chǎn)生的應(yīng)力分別計(jì)算出來(lái)，然后進(jìn)行應(yīng)力分類，再按不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來(lái)限制，保證容器在使用期內(nèi)不發(fā)生各種形式的失效，這就是以應(yīng)力分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法?！　〖础耙詰?yīng)力分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)”，簡(jiǎn)稱“分析設(shè)計(jì)”（Design by Analysis）。這就是應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的總體思想。結(jié)構(gòu)的不確定性：　　　　 應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算　　 應(yīng)力強(qiáng)度許用極限這些都非常值得重視和深入研究。標(biāo)準(zhǔn)容器法蘭的最大允許工作壓力應(yīng)按JB/T 4700的表6和表7確定。只涉及靜力強(qiáng)度，不考慮峰值應(yīng)力問(wèn)題（不適用疲勞容器）　　對(duì)二次應(yīng)力的安定性問(wèn)題，通過(guò)限制開(kāi)孔范圍進(jìn)行控制　　 等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)　　1）本質(zhì)上是一種經(jīng)驗(yàn)方法，無(wú)法在理論上證明其必然能保證開(kāi)孔處結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。　　 開(kāi)孔邊緣的應(yīng)力及其補(bǔ)強(qiáng)準(zhǔn)則　　 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)型式及適用條件　　1）開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)型式1－補(bǔ)強(qiáng)圏補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)遵循的條件彌補(bǔ)因開(kāi)孔造成的殼體強(qiáng)度削弱；　　　　　　＞60176。實(shí)驗(yàn)得到封頭上最大應(yīng)力發(fā)生部位、方向、及大小隨a/b的變化　　　?。骸　∪齻€(gè)階段：　　1＜a/b≤　　＜a/b≤　?。糰/b　　　　計(jì)算公式的可靠性　　　　校核：　　σ1＝σθ，σ2＝σz，σ1＝0　　σθ≤[σ]tJB/T 4745《鈦制焊接容器》；　　　　如：碳素鋼375℃；碳錳鋼375℃；　　錳鉬鈮鋼400℃；鉻鉬鋼475℃；　　奧氏體不銹鋼425℃　　超出此溫度，其分析所依據(jù)的基礎(chǔ)理論已不能適應(yīng)?！　。ㄒ唬┦?zhǔn)則　　壓力容器規(guī)則設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB150）主要采用彈性失效準(zhǔn)則。對(duì)接焊接接頭強(qiáng)度和母材強(qiáng)度的比值。需要時(shí)，尚應(yīng)計(jì)入其他載荷所需厚度。爆破片的標(biāo)定爆破壓力Pb：爆破片銘牌上標(biāo)明的爆破壓力。　　1）壓力（除注明者外，均為表壓力）　　設(shè)計(jì)壓力P：指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件，其值不低于工作壓力。這里的當(dāng)量應(yīng)力又稱為應(yīng)力強(qiáng)度S　　或|σ3|≤[σ]壓　　`沒(méi)有考慮其它兩個(gè)主應(yīng)力的影響，應(yīng)用于塑性材料時(shí)，偏差很大　　`由于歷史的原因，壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)中一直采用　　2）第二強(qiáng)度理論（最大線應(yīng)變理論）　　σ當(dāng)＝σ1－μ（σ2＋σ3）　　及σ當(dāng)＝|σ3－μ（σ1＋σ2）|　　要求：σ當(dāng)≤[σ]拉　3結(jié)構(gòu)優(yōu)化；　　　　 其他失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　　脆性斷裂失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　　1）即“防脆斷失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則”，按斷裂力學(xué)概念，以造成容器低應(yīng)力脆斷的應(yīng)力或裂紋尺寸作為臨界狀態(tài)的一種計(jì)算準(zhǔn)則?！　?）應(yīng)用：超高壓容器設(shè)計(jì)。此時(shí)結(jié)構(gòu)處于安定狀態(tài)?！　O限載荷設(shè)計(jì)原理　　將板、殼看作由若干受拉彎作用下的矩形截面梁，材料為理想彈塑性；當(dāng)拉伸為0時(shí)考察純彎梁應(yīng)力隨M的變化：　　1）彈性階段；　　2）當(dāng)上下表面（）時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大彎矩：　　　　3）當(dāng)繼續(xù)增加載荷從彈性層減少，塑性層增加，直到整個(gè)截面屈服，此時(shí)不增加載荷截面梁變形也無(wú)限増大，即形成“塑性鉸”，此時(shí)：　　　　Treaca屈服條件或　　Mises屈服條件　　　　1）外載荷＜極限載荷：結(jié)構(gòu)塑性變形是局部、可控的；　　2）將極限載荷作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的判據(jù)加以限制，防止總 體塑性變形，又稱極限分析（設(shè)計(jì)）?！　。ㄒ?yàn)閴毫θ萜髟诓牧?、制造、檢驗(yàn)、操作等環(huán)節(jié)中都存在許多不確定因素。高塔在過(guò)大的軸向壓力（風(fēng)載、地震載荷）作用下也會(huì)皺折而引起倒塌?！　∪萜髌跀嗔训淖罱K失效方式一種是發(fā)生泄漏，稱為“未爆先漏”（LBB，Leak Before Break），另一種是爆破，可稱為“未漏先爆”。這是一種經(jīng)過(guò)塑性大變形的塑性失效之后再發(fā)展為爆破的失效，亦稱為“塑性失穩(wěn)”（Plastic collapse），爆破后易引起災(zāi)難性的后果?！　?容器的失效　　1）定義：壓力容器在規(guī)定的使用環(huán)境和時(shí)間內(nèi)，因尺寸、形狀或材料性能發(fā)生改變而完全失去或不能達(dá)到包括功能和設(shè)計(jì)壽命等的現(xiàn)象，稱為壓力容器失效?！　毫θ萜鞯囊话阍O(shè)計(jì)步驟為：　　　　第一大類：短期失效模式：　　第二大類：長(zhǎng)期失效模式：　　第三大類：循環(huán)失效模式：　　2）《承壓設(shè)備損傷模式識(shí)別》（GB/T30579－2014）　　第1類：腐蝕減?。?5種）　　第2類：環(huán)境開(kāi)裂（13種）　　第3類：材質(zhì)劣化（15種）　　第4類：機(jī)械損傷（11種）　　第5類：其他損傷（9種）　　 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)所考慮的失效模式　　1）GB 150 基于失效模式設(shè)計(jì)的考