【正文】 　　　　：　　三個階段：　　1＜a/b≤　?。糰/b≤　　＜a/b　　內壓和邊緣應力疊加，形成封頭的總應力。邊緣應力的影響考慮封頭筒體連接處的幾何不連續(xù)：內壓下在封頭邊界上產生橫剪力Q和彎矩M，在封頭與圓筒連接附近的封頭上產生局部薄膜應力和彎曲應力?！　?凸形封頭　　1）橢圓封頭　　　　　　第一、第二曲率半徑RR2：　　　　由無力矩理論：　　內壓引起的經向應力、周向應力：　　　　特點：　　1）經向應力衡為正值（拉應力），短軸頂點為最大值點，長軸端點為最小值點；　　2）周向應力可能出現(xiàn)負值，在短軸頂點為最大拉應力，長軸端點為最小拉應力或最大壓應力?！　缀紊?，軸對稱回轉體結構（不計接管），沿母線（或任一經線）第一曲率半徑為恒定值或連續(xù)變化；　　　≤ 即K≤（相對誤差為－%）　　 外壓球殼　　由彈性失穩(wěn)理論分析，受均勻外壓的球殼臨界壓力計算：　　，取μ＝，得到　　消除計算方法誤差，取20%，得到：　　GB150取穩(wěn)定安全系數(shù)m＝3，得到：　　注意：GB150球殼總的穩(wěn)定安全系數(shù)為15。壁厚設計采用材料力學解（中徑公式）計算應力，利用第一強度理論作為控制。計算公式的可靠性　　應力系數(shù)B的物理意義：與系數(shù)A之間反映了材料的應力和應變關系（應力），可將材料的δ－ε曲線沿σ軸乘以2/3而得到B－A曲線。應變系數(shù)A的物理意義　　－系數(shù)A是受外壓筒體剛失穩(wěn)時的環(huán)向應變，該系數(shù)僅與筒體的幾何參數(shù)L、D?！　臉O限壓力：　　2）彈性力學解（拉美公式）　　　　討論：1）主應力方向？應力分布規(guī)律？　　徑向、環(huán)向應力非線形分布（內壁應力絕對值最大），軸向應力均布；　　2）K對應力分布的影響？　　越大分布越不均勻，說明材料的利用不充分；　　例如，　　k＝，R＝%；　　K＝，R＝%；　　4 常見結構的設計計算方法　　96　　2）彈性力學解（拉美公式）　　主應力：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)定圓筒計算公式（中徑公式）的使用范圍為：p/[σ]　　校核：　　σ1＝σθ，σ2＝σz，σ1＝0　　σθ≤[σ]t　　軸向應力：　　　　環(huán)向應力：（取單位軸向長度的半個圓環(huán)）　　　　4 常見結構的設計計算方法　　 圓筒　　 球殼　　 封頭　　 開孔與開孔補強　　 法蘭　　 檢驗中的強度校核　　 內壓圓筒　　1）GB150中關于內壓殼體的強度計算考慮的失效模式是結 構在一次加載下的塑性破壞，即彈性失效設計準則。JB/T 4756《鎳及鎳合金焊接容器》；　　JB/T 4745《鈦制焊接容器》；　　JB/T 4710《塔式容器》；　　　　　　3）GB12337－2014《鋼制球形儲罐》　　適用范圍——　　設計壓力：p≤；　　設計溫度：材料允許的使用溫度范圍；　　結構參數(shù)：V≥50m3；　　考慮的失效準則：彈性失效準則、失穩(wěn)失效準則4）其他常用標準　　　　標準適用范圍－設計壓力　??；　　?！　∪纾禾妓劁?75℃；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，其分析所依據的基礎理論已不能適應。　　本標準限定適用在100MPa以下，除考慮上述諸因素外，還結合了當前國內實際情況和國外同類標準的規(guī)定。　　 其他壓力容器設計標準　　1）JB 4732－1995《鋼制壓力容器－分析設計標準》　　適用范圍——設計壓力： Mpa≤p＜100 Mpa　　從標準的基本準則、理論基礎而論，可以不限設計壓力。　?。ǘ姸壤碚摗　〉谝粡姸壤碚?，即最大主應力理論?！　。ㄒ唬┦蕜t　　壓力容器規(guī)則設計標準（GB150）主要采用彈性失效準則?！　?GB 150－2011《壓力容器》　　適用范圍——設計壓力：鋼制容器不大于35MPa。如何校核計算？　　取縱向　?、诜忸^拼縫接頭系數(shù)如何選?。浚℅B150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1　　6）載荷及其組合　　（1）內壓、外壓或最大壓差；　?。?）液體靜壓力，當液柱靜壓力小于設計壓力的5%時，可忽略不計；　?。?）容器的自重，以及正常工作條件下或試驗狀態(tài)下內裝物料的重力載荷；　?。?）附加載荷，如其它附屬設備、隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷；　　（5）風載荷、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；　　（8）由各種溫度條件引起的不均勻應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。反映了由于焊接缺陷、殘余應力、焊材等因素導致的強度的削弱。對接焊接接頭強度和母材強度的比值?！　『穸龋P系）　　關系圖：　　　　4）確定許用應力的系數(shù)（國內外現(xiàn)狀）　　美國：（）；　　大的安全系數(shù)，寬松的檢驗要求　　歐洲：；小的安全系數(shù)，嚴格的檢驗要求。（標注在圖樣上的厚度）　　有效厚度：名義厚度減去腐蝕裕量和材料厚度負偏差?！　≡O計厚度：計算厚度與腐蝕裕量之和。需要時，尚應計入其他載荷所需厚度?！　∽?：是設計選材依據之一，材料的選用除應滿足容器各設計工況條件下的使用要求外，還應確保在最低設計金屬溫度下對材料及其焊接接頭的沖擊功要求?！　∽畹驮O計金屬溫度：在壓力容器設計中，預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。在實際工程設計中，標注在圖樣上的工作溫度一般指介質溫度。爆破片的標定爆破壓力Pb：爆破片銘牌上標明的爆破壓力?！　幼鲏毫Γ合抵赴踩y的開啟壓力或爆破片的爆破壓力?！　∽畲笤试S工作壓力（MAWP）：在指定的相應溫度下，容器頂部所允許承受的最大壓力。（當元件所承受的液柱靜壓力小于5%設計壓力時，可忽略不計）　　工作壓力Pw：在正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓力?！　?）壓力（除注明者外，均為表壓力）　　設計壓力P：指設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為設計載荷條件，其值不低于工作壓力。與塑性材料的實驗結果符合較好　　　　　　要求：σ當≤[σ]拉分析設計中，將應力分成不同的狀態(tài)，根據各狀態(tài)對應的失效準則確定許用極限λKSm中的系數(shù)λ　　4）第四強度理論（最大變形能理論、Mises屈服條件）　　認為材料破壞取決于變形比能。這里的當量應力又稱為應力強度S　　與塑性材料的實驗結果符合較好　　壓力容器設計中不采用　　3）第三強度理論（最大剪應力理論、Tresca屈服條件）　　τmax＝（σ1－ σ3）/2≤[τ]＝ [σ]拉/2　　σ當＝σ1－ σ3僅對脆性材料，理論預測和實驗結果大致相符或|σ3|≤[σ]壓　　`沒有考慮其它兩個主應力的影響，應用于塑性材料時，偏差很大　　`由于歷史的原因，壓力容器常規(guī)設計中一直采用　　2）第二強度理論（最大線應變理論）　　σ當＝σ1－μ（σ2＋σ3）　　及σ當＝|σ3－μ（σ1＋σ2）|　　要求：σ當≤[σ]拉　　1）第一強度理論（最大正應力理論）　　材料不論在什么復雜的應力狀態(tài)下，只要三個主應力中有一個達到軸向拉伸（或壓縮）中破壞應力的數(shù)值時，材料就要發(fā)生破壞?！　姸壤碚摚簯糜趶椥允蕜t?！　?容器設計的基本參數(shù)　　 GB150—2011《壓力容器》　3腐蝕失效所對應的設計準則比較復雜，它所涉及的不是一個獨立的準則。以上設計準則都是近代化工容器中已被采用的，除彈性失效設計準則、塑性失效設計準則、爆破失效設計準則和失穩(wěn)失效設計準則在20世紀60年代以前就逐步成熟運用于容器的工程設計之外，彈塑性失效設計準則、疲勞失效設計準則、斷裂失效設計準則以及蠕變失效設計準則均是這個年代及以后逐步出現(xiàn)并成熟起來的，反映出設計理論的進展與突破。使用控制；　　例如：低溫容器，“防脆斷失效設計準則”　　高溫容器，“蠕變失效準則”　　不銹鋼制壓力容器，“腐蝕失效準則”　　壓力容器的設計準則發(fā)展結構優(yōu)化；　　　　 失效準則的選擇　　1）我國壓力容器標準涵蓋的失效準則標準GB150，JB/T 4735JB4732設計準則彈性、失穩(wěn)失效準則彈性、塑性、彈塑性、失穩(wěn)、疲勞失效準則應力分析方法以材料力學、板殼理論為基礎，引入應力增大系數(shù)和形狀系數(shù)彈性力學、板殼理論公式；彈性有限元法；塑性分析；實驗應力分析　　2）其他失效準則的應用（設計者需要考慮）　　　　例：Q245R、Q345R　　剛度失效設計準則　　1）為保證結構有足夠的剛度，通過對結構的變形分析，將結構 中特定點的線位移及角位移限制在允許的范圍內?！　?）準則應用：安全評定；壽命評估；　　蠕變失效設計準則　　1）定義：將高溫容器筒體的蠕變變形量（或按蠕變方程計算出的相應的應力）限制在某一允許的范圍之內，以保證高溫容器在規(guī)定的使用期內不發(fā)生蠕變失效。　　 其他失效設計準則　　脆性斷裂失效設計準則　　1）即“防脆斷失效設計準則”，按斷裂力學概念，以造成容器低應力脆斷的應力或裂紋尺寸作為臨界狀態(tài)的一種計算準則。　　2）大型直立設備（如塔設備）在風載與地震載荷下的縱向穩(wěn)定性校核也屬此類。　　3）根據大量實驗研究和理論分析建立了安全應力幅（Sa）與許用循環(huán)周次（N）的低周疲勞設計曲線，即Sa—N曲線?！　?疲勞失效設計準則　　1）定義