【正文】 、SⅣ不包括不連續(xù)和應(yīng)力集中。一次應(yīng)力P（primary stress）可分為三類：　　熱應(yīng)力沿壁厚方向的分布可能是均布的、線性的或非線性的。　　彈性應(yīng)力分析，塑性失效準(zhǔn)則控制　　　　9）安定性原理　?、佴襶＜σ1＞2σy；　　第一次加載時，局部塑性區(qū)內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)變按OAB線變化，按彈性名義應(yīng)力σ1計算的應(yīng)力應(yīng)變線為 OAB’。最大值發(fā)生在容器的表面處，設(shè)計時取最大值。其他機械載荷產(chǎn)生的局部應(yīng)力使容器發(fā)生局部范圍彈性失效或塑性失效?！　‰S著技術(shù)的發(fā)展，核容器和大型化的高參數(shù)化工容器的廣泛使用，工程師們逐步認識到各種不同的應(yīng)力對容器的失效有不同的影響?！　?基本概念對于接管lt＞，或整體加厚圓筒體；補強范圍內(nèi)的A、B類嬙鯈接頭不得有任鑌陷，必要時應(yīng)對此提出無損檢測要求；　　5）圓筒與接管之間角焊縫的焊腳尺寸應(yīng)分別不小于δn/2和δnt/2 ，接管內(nèi)壁與圓筒內(nèi)壁交線處圓角半徑在δn/8和δn/2之間；　　6）本設(shè)計方法適用下列參數(shù)范圍：　　 法蘭　　 法蘭的分類及標(biāo)準(zhǔn)法蘭的選用　　1）法蘭設(shè)計應(yīng)考慮的主要失效模式是整個法蘭接頭的泄漏，還需顧及螺栓、墊片和法蘭的強度　　2）法蘭的分類　　3）標(biāo)準(zhǔn)法蘭的選用　　　　2）開孔補強結(jié)構(gòu)型式1－整體補強?！　?）按板殼理論，圓平板在均布載荷下的最大應(yīng)力：　　其中，K為結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，反映了板邊緣對板最大應(yīng)力的影響。球冠形封頭設(shè)計計算　　　GB150－1998GB150－2011球面部分內(nèi)壓按球殼壁厚計算外壓取外壓球殼計算結(jié)果與上式中的大值按外壓球殼計算加強段無δr＝Q－δ；凸面受壓時，加強段厚度不小于受外壓球殼的厚度　　球冠形封頭設(shè)計計算思想　　端封頭：封頭和圓筒殼體組合結(jié)構(gòu)，考慮連接處力和彎矩的平衡　　　　　　變形協(xié)調(diào)條件：　　柱殼體邊緣徑向位移＝球冠形封頭邊緣徑向位移　　柱殼體邊緣轉(zhuǎn)角＝球冠形封頭邊緣轉(zhuǎn)角　　 錐型封頭　　　　1）結(jié)構(gòu)形式　　2）結(jié)構(gòu)要求錐封頭半 頂角α≤30176?！　?封頭　　　　2）壁厚設(shè)計釆用材料力學(xué)解（中徑公式）計算應(yīng)力，利用第一強度理論作為控制。但若用于更高的壓力范圍，則在材料品種及檢驗要求、結(jié)構(gòu)形式、制造檢驗、螺紋精度、密封形式，以及計算方法（如自增強理論的應(yīng)用）等方面，都要加以補充?！　∽钚〕尚魏穸龋菏軌涸尚魏蟊ＷC設(shè)計要求的最小厚度。該壓力是根據(jù)容器各受壓元件的有效厚度，考慮了該元件承受的所有載荷而計算得到的，且取最小值?！　∫螅害耶?dāng)≤[σ]拉　　　　 失穩(wěn)失效設(shè)計準(zhǔn)則　　1）外壓容器的失穩(wěn)皺折需按照穩(wěn)定性理論進行穩(wěn)定性校核，這就是失穩(wěn)失效的設(shè)計準(zhǔn)則?！　?）安定性原理作為彈塑性失效的設(shè)計準(zhǔn)則，亦稱安定性準(zhǔn)則?！　?）應(yīng)用：常規(guī)設(shè)計方法準(zhǔn)則，如，　　GB150、ASME VI I 1－1：內(nèi)壓圓筒、凸形封頭等元件設(shè)計。　　在交變載荷和腐蝕介質(zhì)交互作用下形成裂紋并擴展的交互失效?！　∵^度變形說明容器在總體上或局部區(qū)域發(fā)生了塑性失效，處于十分危險的狀態(tài)。確定適用的設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；　　　　　　　　4）疲勞失效　　交變載荷容易使容器的應(yīng)力集中部位材料發(fā)生疲勞損傷，萌生疲勞裂紋并擴展導(dǎo)致疲勞失效?！　?）失穩(wěn)失效　　容器在外壓（包括真空）的壓應(yīng)力作用下喪失穩(wěn)定性而發(fā)生的皺折變形稱為失穩(wěn)失效。　　用矩形截面梁極限狀態(tài)作為依據(jù)，梁只需要一個塑性鉸即到達極限狀態(tài)，而壓力容器可近似看作多個矩形截面梁拼合而 成，即需要多個塑性鉸才能塑性失效?！?爆破失效設(shè)計準(zhǔn)則　　1）非理想塑性材料屈服后還有增強的能力，對于厚壁容器在整體屈服后仍有繼續(xù)增強的承載能力，直到容器達到爆破時的載荷才為最大載荷?！　?失效準(zhǔn)則的選擇　　1）我國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的失效準(zhǔn)則標(biāo)準(zhǔn)GB150，JB/T 4735JB4732設(shè)計準(zhǔn)則彈性、失穩(wěn)失效準(zhǔn)則彈性、塑性、彈塑性、失穩(wěn)、疲勞失效準(zhǔn)則應(yīng)力分析方法以材料力學(xué)、板殼理論為基礎(chǔ)，引入應(yīng)力增大系數(shù)和形狀系數(shù)彈性力學(xué)、板殼理論公式；彈性有限元法；塑性分析；實驗應(yīng)力分析　　2）其他失效準(zhǔn)則的應(yīng)用（設(shè)計者需要考慮）　　　　1）第一強度理論（最大正應(yīng)力理論）　　材料不論在什么復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下，只要三個主應(yīng)力中有一個達到軸向拉伸（或壓縮）中破壞應(yīng)力的數(shù)值時，材料就要發(fā)生破壞。與塑性材料的實驗結(jié)果符合較好　　　　注2：是設(shè)計選材依據(jù)之一，材料的選用除應(yīng)滿足容器各設(shè)計工況條件下的使用要求外，還應(yīng)確保在最低設(shè)計金屬溫度下對材料及其焊接接頭的沖擊功要求?！　?GB 150－2011《壓力容器》　　適用范圍——設(shè)計壓力：鋼制容器不大于35MPa。JB/T 4710《塔式容器》；　　應(yīng)力系數(shù)B的物理意義：與系數(shù)A之間反映了材料的應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系（應(yīng)力），可將材料的δ－ε曲線沿σ軸乘以2/3而得到B－A曲線。內(nèi)壓和邊緣應(yīng)力疊加，形成封頭的總應(yīng)力。　　應(yīng)考慮錐殼與圓筒連接處的邊緣應(yīng)力，在一定條件下，連接 處的壁厚需進行加強，如錐殼大端與筒體連接處的加強厚度：　　注：a）當(dāng)時。凸形封頭或球殼開孔的最大允許直徑dop≤Di/2；　　□防止疲勞破壞　　3）等面積法的補強準(zhǔn)則補強開孔局部截面的拉伸強度進行應(yīng)力校核；　　針對防止密封失效所提出的限定各種泄漏率的密封設(shè)計方法是非常有特色的?！　〉珣?yīng)當(dāng)看到，這種設(shè)計方法對容器中的某些應(yīng)力，例如結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力，開孔接管部位的集中應(yīng)力等并不逐一進行強度校核，特別是當(dāng)載荷（壓力或溫度）有交變可能引起結(jié)構(gòu)的疲勞失效時也未對這些應(yīng)力進行安全性校核。　　中國的容器分析設(shè)計規(guī)范于1995年以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形式正式公布，稱為“JB 4732鋼制壓力容器——分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)”。在交變載荷作用下，這種應(yīng)力再疊加上壓力載荷的應(yīng)力及不連續(xù)應(yīng)力會使容器出現(xiàn)疲勞裂紋，主要危害是導(dǎo)致疲勞失效?！　?；安定與不安定的界限?！　”∧?yīng)力對容器失效所構(gòu)成的危險比彎曲應(yīng)力、非線性應(yīng)力分量大。特點：高度的局部性，可能引起疲勞或脆斷。部位C 接管根部　　　　 應(yīng)力強度計算　　1）應(yīng)力分量歸類　　將各種載荷組合（JB　4732 表3－3）作用下的各應(yīng)力分量，分別按Pm、PL、Pb、Q及F歸為5類；　　2）各類別按應(yīng)力分量疊加，得到5組應(yīng)力分量（每組6個）；5組為：Pm組、PL組、PL＋ Pb　　謝謝大家！40 / 40。部位B 處于幾何不連續(xù)區(qū)結(jié)構(gòu)上的小半徑過渡圓角、部分未焊透及咬邊、裂紋等缺陷處均有應(yīng)力集中，均存在附加在一次與二次應(yīng)力之上的峰值應(yīng)力。沿壁厚均勻分布的薄膜應(yīng)力；　　　　　?、谟刹贿B續(xù)效應(yīng)引起的不連續(xù)應(yīng)力　　如此多次循環(huán)則反復(fù)出現(xiàn)拉伸屈服和壓縮屈服，則可能引起塑性疲勞，結(jié)構(gòu)便處于不安定狀態(tài)。復(fù)雜應(yīng)力：三向或二向應(yīng)力；　　但只涉及范圍極小的局部，不會造成容器過度變形?！　∪毡镜腏IS 8250規(guī)范（即“壓力容器構(gòu)造另一標(biāo)準(zhǔn)”）在1983年生效。這種方法仍是現(xiàn)今設(shè)計規(guī)范的主流。確定螺栓材料、規(guī)格、數(shù)量；　　□安定性原理出發(fā)，防止結(jié)構(gòu)垮塌　　□峰值應(yīng)力圓形、長短徑比小于2的橢圓形和長圓形；　　4）GB150適用的開孔范圍：　　無折邊錐殼　　大端無折邊錐殼結(jié)構(gòu)的適用條件：α≤30176。邊緣應(yīng)力的影響考慮封頭筒體連接處的幾何不連續(xù)：內(nèi)壓下在封頭邊界上產(chǎn)生橫剪力Q和彎矩M，在封頭與圓筒連接附近的封頭上產(chǎn)生局部薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。應(yīng)變系數(shù)A的物理意義　?。禂?shù)A是受外壓筒體剛失穩(wěn)時的環(huán)向應(yīng)變，該系數(shù)僅與筒體的幾何參數(shù)L、D?！　　　?）GB12337－2014《鋼制球形儲罐》　　適用范圍——　　設(shè)計壓力：p≤；　　設(shè)計溫度：材料允許的使用溫度范圍；　　結(jié)構(gòu)參數(shù)：V≥50m3；　　考慮的失效準(zhǔn)則：彈性失效準(zhǔn)則、失穩(wěn)失效準(zhǔn)則4）其他常用標(biāo)準(zhǔn)　　如何校核計算？　　取縱向　?、诜忸^拼縫接頭系數(shù)如何選??？（GB150要求100%RT或UT）　　取容器筒體縱向　?、壅逯圃斓姆忸^，焊接接頭系數(shù)如何取？　　取1　　6）載荷及其組合　　（1）內(nèi)壓、外壓或最大壓差；　?。?）液體靜壓力，當(dāng)液柱靜壓力小于設(shè)計壓力的5%時，可忽略不計；　　（3）容器的自重，以及正常工作條件下或試驗狀態(tài)下內(nèi)裝物料的重力載荷；　?。?）附加載荷，如其它附屬設(shè)備、隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷；　?。?）風(fēng)載荷、雪載荷及地震載荷；　?。?）支座、底座圈、支耳及其它型式底座的反作用力；　?。?）包括壓力急劇波動的沖擊載荷；　?。?）由各種溫度條件引起的不均勻應(yīng)變載荷及由連接管道或其它部件的膨脹或收縮所引起的作用力。　　最低設(shè)計金屬溫度：在壓力容器設(shè)計中，預(yù)期該容器在運行過程中各種可能條件下的金屬溫度的最低值?！　　　∫螅害耶?dāng)≤[σ]拉　　強度理論：應(yīng)用于彈性失效準(zhǔn)則。　　例：Q245R、Q345R　　剛度失效設(shè)計準(zhǔn)則　　1）為保證結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，通過對結(jié)構(gòu)的變形分析，將結(jié)構(gòu) 中特定點的線位移及角位移限制在允許的范圍內(nèi)。安定載荷—安定與不安定的臨界狀態(tài)對應(yīng)的載荷變化范圍。GB 150：平板、整體法蘭（含按整體法蘭設(shè)計的任意式 法蘭）連接的圓筒徑部等元件設(shè)計或應(yīng)力計算公式?！　　　∪绻麅H是焊縫或熱影響較脆，則易裂開一條縫。確定容器最有可能發(fā)生的失效模式；　　　　　　2）韌性斷裂　　容器發(fā)生了塑性大變形的破裂失效，相當(dāng)于圖中曲線BCD階段情況下的破裂，這屬于超載下的爆破，一種可能是超壓，另一種可能是本身大面積的壁厚較薄。時間愈長空洞則愈多愈大，宏觀上出現(xiàn)蠕變變形。 失效判據(jù)