【正文】 對本版可予討論的內(nèi)容 (8) GB 150對大端加 強 時的 Q值 GB 150對 小 端加強時的 Q值 原 ASME Ⅷ 2的判別圖和加強時的 Q值圖 內(nèi)壓元件設(shè)計 對本版可予討論的內(nèi)容 (9) GB 150對 內(nèi)壓錐殼 小端折邊的線算圖 內(nèi)壓元件設(shè)計 對本版可予討論的內(nèi)容 (10) ? 焊接鋼管 上開有排孔 時加厚管壁的計算 ， 新 GB 150參考 ASME Ⅷ 1引入了焊接鋼管，在許用應(yīng)力表中說明已乘了焊接接頭系數(shù) 在 1989年版時并無焊焊接鋼管，但卻 按 照 ASME Ⅷ 1中 UG53(i)說明，當相應(yīng)的 縱向 排孔削弱系數(shù)小于 系數(shù)小于 ，管壁計算式中應(yīng)采用排孔削弱系數(shù)，此時焊接鋼管的許用應(yīng)力應(yīng)乘以 。提出意見后在1998年版刪除了這些說明。本版入了焊接鋼管，但未引用 ASME Ⅷ 1的規(guī)定 ， 提出意見后仍不引用，理由是偏于安全總是可以的。 外壓元件設(shè)計 ASME Ⅷ 1(1) ? 失穩(wěn)失效和強度失效 ，厚壁和薄壁的分界 ? 線性彈性失穩(wěn)（比例限以下）、非線性彈性失穩(wěn)（比例限至屈服點），非彈性失效 (超過屈服點 )（實為壓縮強度失效） ? 長圓筒和短圓筒： 據(jù)理論結(jié)果并為統(tǒng)一而 用圖算法查 A，為解決非線性彈性的 彈性模量 E值 ，再由圖算法據(jù) A查 B，由 B算得 [P](不采用 A～ B關(guān)系圖是無法求解的 ) ? 球殼： 由理論算得 Pcr，由 Pcr定義 符號 A，由 A查 B，由 B算得 [P] ? 明確 材料 算圖的右端點即為屈服點，所以在厚壁筒設(shè)計時所用旳 Sy值可取該點 B值的 2倍 ? 區(qū)分失穩(wěn)和壓縮強度失效的薄壁和 厚壁劃分即根據(jù)該點的 A值 確定 ， 即 Do/t=10 ? 錐殼取當量長度和當量厚度后按圓筒同樣方法設(shè)計 ? 軸向受壓縮圓筒， 由理論算得 σ cr，由 σ cr定義 符號 A，由 A查 B， B即為 [σ cr] ? 圓筒上的加強圈設(shè)計，根據(jù)圓環(huán)失穩(wěn)理論， 并把加強圈和與之相連圓筒 (一定長度內(nèi)的 )相組合， 求出其失穩(wěn)時的 B值，再由 B值據(jù) 加強圈和圓筒材料 二者能得較大 A值的線算圖查 A，據(jù)此由規(guī)定的公式計算所需要的慣性矩 I 外壓元件設(shè)計 ASME Ⅷ 1(2) ? 當提高外壓使壓縮應(yīng)力增加至材料屈服強度而仍未失穩(wěn)時，則為厚壁圓筒，并非由失穩(wěn)原理、而是由周向壓縮應(yīng)力達材料屈服強度或壓縮許用應(yīng)力進行設(shè)計。 ? 由壓縮應(yīng)力達材料屈服強度 可得 : ? 由壓縮應(yīng)力達材料壓縮許用應(yīng)力 : ? 其中 ? 要求 P≤[ P]=min([P]1， [P]2) ? ? 1 13 1 7 24 /teLootP R BD D t??? ? ? ?? ? ? ????? ??? ? ? ???? ? 02 2 11//ooP D t D t? ???? ????? ?0 m i n 2 , 0 .9tt eLSR? ? 外壓元件設(shè)計 ASME Ⅷ 1(3) ASME和 GB 150的 幾何關(guān)系 算圖 EN 13445的 幾何關(guān)系 算圖 外壓元件設(shè)計 ASME Ⅷ 1(4) 因 ASME Ⅷ 1所取安全系數(shù)的改變，使和 GB 150曲線的 標 尺不同 外壓元件設(shè)計 ASME Ⅷ 1(5) 兩端都屬支撐線時的外壓錐殼 外壓元件設(shè)計 ASME Ⅷ 1(6) ? 對 分 圖 a和 b: Le=Lc/2(1+Ds/DL) ? 對 分 圖 c: Le=r1sinα +Lc/2[(DL+Ds)/DLs] ? 對 分 圖 d: Le=r2Dss/DLsinα +Lc/2[(DL+Ds)/DL] ? 對 分 圖 e: Le=(r1+r2Dss/DLs)sinα +Lc/2[(DL+Ds)/DLs] ? 并未規(guī)定隨 α值而是否要設(shè)置折邊，意指可由設(shè)計人員確定，但設(shè)置折邊后其 DL值減小，且 Le值因 Lc的減小而可能減小，導致承壓能力略 為 提高，且不需考慮從強度出 發(fā) 的加強。 ? 由圖可見，隨著 α 的增加， Le值減小，致使承壓能力提高，這與事實不符，所以規(guī)定 α ＞ 60176。 后不能按錐殼、而應(yīng)按平蓋設(shè)計 。 [UG33(f)] 外壓元件設(shè)計 ASME Ⅷ 1(7) 外壓元件設(shè)計 ASME Ⅷ 1(8) ? 注 1:當錐殼與圓筒或折邊與圓筒的連接處不是支撐線時，錐殼、 折邊段或帶折邊錐殼的厚度不能小于相連接圓筒的最小需要厚度。當連接處為無折邊時，應(yīng)滿足附錄 18的 (強度 )加強要求 ? 注 2:應(yīng)采用圖示尺寸 L，連接處各筒節(jié)直徑和相應(yīng)的厚度，變徑段的厚度按注 1確定 ? 注 3:當連接處 (包括無折邊或帶折邊 )是支撐線時，其慣性矩 (剛度 )應(yīng)按附錄 18計算，且當為無折邊時，還應(yīng)滿足附錄 18的 (強度 )加強要求 外壓元件設(shè)計 ASME Ⅷ 1(9) ≤60 176。 ＞ 60176。 并無是否要帶折邊的規(guī)定 ，意指由設(shè)計人員確定 不能按錐殼、而應(yīng)按平蓋設(shè)計 不作為支撐線 無折邊 帶折邊 ——— 按圖的注 2確定錐殼厚度 ，并 按附錄 18進行由強度要求的加強 按圖的注 2確定折邊和錐殼 為一體 的 厚度 作為支撐線 按兩端都是支撐線的圖形 和 Le計算式確定二者為一體 的厚度 按附錄 18進行由強度 和剛度 要求的加強 按附錄 18進行由 剛 度要求的加強 外壓元件設(shè)計 (新版的補充內(nèi)容 ) 外壓元件設(shè)計 因舊版有誤而使本版修改的內(nèi)容及其分析 (1) ? 外壓圓筒 (當和錐殼連接時 )的計算長度 此圖主要引自 ASME Ⅷ 1，但漏引了其注 (2)，導致無法計算。新版已予補正。 (.3， ) ? 外壓錐殼和圓筒連接處的加強設(shè)計 對從強度出發(fā)的加強， 原 GB 150并未區(qū)分無折邊或帶折邊，都要求 從強度出發(fā)的加強。 對從 剛度出發(fā)的加強， 其中對符號 f1和 f2的說明有誤，且對二者關(guān)系的闡述 (“ 連接處的加強結(jié)構(gòu)也應(yīng)作為一個加強圈來考慮，加強結(jié)構(gòu)所需的慣性矩按以下步驟確定 ‥‥‥ ” )也可商榷 ，即用戶不清楚當連接處為無折邊且為支撐線時， 同一加強 結(jié)構(gòu) 既要滿足加強截面積、又要滿足加強慣性矩的要求 。新版已予 改 正 。 注意結(jié)構(gòu) g的封閉件應(yīng)有足夠的慣性矩 外壓元件設(shè)計 因舊版有誤而使本版修改的內(nèi)容及其分析 (2) ? 原 GB 150寫為 :外壓 或軸向受壓 圓筒和管子幾何參數(shù)計算圖，致業(yè)內(nèi)引起誤解 :(1)對軸向受壓圓筒，其長度 L應(yīng)如何考慮？ (2)對錐殼，能否用該圖計算？本版已改為 外壓應(yīng)變系數(shù) ，而球殼和軸向壓縮圓筒的 A值已經(jīng)列出，故又可商榷。 ? 外壓錐殼上的加強圈設(shè)計 原 GB 150及其征求意見稿都列有，都規(guī)定按外壓圓筒上的加強圈設(shè)計，有誤，已取消。 EN 13445和 ASME Ⅷ 2都列有，當然和半頂角 α有關(guān)，可參考。 ? 參照 ASME Ⅷ 1，在由 A值查 B值時，補充了“若 A值超出設(shè)計溫度下曲線的最大值，則取對應(yīng)溫度下曲線右端點的縱坐標值為 B值” 。但遺漏了“如采用表列值，應(yīng)采用最后 (最大 )的表列值”的內(nèi)容。且涉及到將 ASME Ⅷ 1區(qū)分厚薄壁的界限由 10改為 20的不配套。 外壓元件設(shè)計 對本版可予討論的內(nèi)容 (1) 內(nèi)壓和外壓錐殼都用此表，也據(jù) α值規(guī)定是否要帶折邊 外壓元件設(shè)計 對本版可予討論的內(nèi)容 (2) ? 在 (內(nèi)壓或外壓 )錐殼設(shè)計中， GB 150既套用 原 ASME Ⅷ 2且修改 、 又套用 現(xiàn) ASME Ⅷ 1且修改，以致 存在一些 和現(xiàn) ASME Ⅷ 2或 ASME Ⅷ 1都 不一致的內(nèi)容，主要有 :(1)內(nèi)壓 無折邊 錐殼套用了原 Ⅷ 2，但有兩處修改，一是對判別要否加強的圖形刪減其適用范圍， 并為實際需要而補充了計算式 (但是否妥當可商榷 )，還補充了按 Ⅷ 1(略有修改 )的加強方法， 二是把小端在 α =30176。 ～ 60176。且 d/D≤ 時可 作為開孔補強設(shè)計的規(guī)定 擴大到 無前提地 都 可用于 α =30176。 ～ 45176。 ， (2)把 僅對外壓錐殼當 α ＞60176。 時 應(yīng)按平蓋設(shè)計的規(guī)定擴大至內(nèi) 壓錐殼 ， (3)對外壓錐殼并無根據(jù) α 的大小 是否應(yīng)帶折邊的 規(guī)定修改為和內(nèi)壓錐殼的規(guī)定相同 。 ? 此外，在外壓錐殼 (兩端都為支撐線時 )的計算長度引誤。 外壓元件設(shè)計 對本版可予討論的內(nèi)容 (3) ASME Ⅷ 1對結(jié)構(gòu) (c)、 (d)、 (e)的各部尺寸說明 外壓元件設(shè)計 對本版可予討論的內(nèi)容 (4) GB 150對結(jié)構(gòu) (c)、 (d)、 (e)的各部尺寸說明 外壓元件設(shè)計 對本版可予討論的內(nèi)容 (5) ASME Ⅷ 1對結(jié)構(gòu) (c)、 (d)、 (e)的當量長度計算 外壓元件設(shè)計 對本版可予討論的內(nèi)容 (6) GB 150對結(jié)構(gòu) (c)、 (d)、 (e)的當量長度計算 式 521中的 DL系 DoL之誤 。式 522前項 中的 Ds系 Dos之誤 。式 523中項 中的 Ds系 Dos之誤， DL系 DoL之誤，后項中的 DL系 DoL之誤 外壓元件設(shè)計 對本版可予討論的內(nèi)容 (8) ? 當加強圈和外壓殼體材料不同時 ，未規(guī)定 在 由 B取 A值時，應(yīng)取可獲得較大 A值的材料線算圖。 但對外壓錐殼和圓筒連接處的加強設(shè)計則列入了錯誤的規(guī)定。 ? 未明確線算圖右端點即為材料的屈服點，致使業(yè)內(nèi)一部分人認為直線段的端點是材料的屈服點，引起一些誤解。 ? 不論是 ASME Ⅷ 1或 GB 150，在外壓元件設(shè)計 的載荷 中都只考慮僅橫向受壓、 僅軸向受壓 、 橫向和軸向受相同外壓 (真空容器 )等三種情況，并未考慮這三種載荷的組合作用，更未考慮此三種載荷以外的如軸向彎矩、橫向推力、以及這些載荷的任意組合。在圓筒上設(shè)置加強圈時，只考慮加強圈尺寸和間距都相同的情況。 2022版起的 ASME Ⅷ 2和 EN 13445都包括了這些內(nèi)容。 引入 系數(shù) k已表示了因材料許用應(yīng)力不同對加強截面積的增加。而從剛度出發(fā)的慣性矩是否要增加，并非根據(jù)材料許用應(yīng)力不同來確定，而應(yīng)根據(jù)如 ASME Ⅷ 1所述 在由 B查 A值時，應(yīng)取 可獲得較大 A值的線算圖來確定。這一規(guī)定不僅模糊了 材料抗 強度和剛度不同性能，而且 當材料不同時， 導致在強度加強 設(shè)計中重復考慮因材料不同對截面積的增加。 ? ? 1 不需要增加加強面積時 ? 且不小于 1 需要增加加強面積時 ? 式中： ? Y錐殼與圓筒連接系數(shù)， ? 加強圈設(shè)置在圓筒上 ? 加強圈設(shè)置在錐殼上 開孔及其補強 ASME Ⅷ 1(1) 開孔接管所引起的問題 :(1)垂直于最大主應(yīng)力方向受載截面積的削弱 ， 在補強計算中應(yīng) 是該截面 承載能力(受載截面積對該截面所受應(yīng)力 、 即 材料許用應(yīng)力 乘以 E的乘積 )的削弱 ， (2)開孔應(yīng)力集中 ， (3)附加接管引起的邊緣應(yīng)力 開孔補強方法 :等面積法 ， 壓力面積法 ， 壓力面積應(yīng)力法 ，極限設(shè)計法 對開孔形狀和尺寸的限制 原因及尺寸 ， UG36 不