过程设备设计 教学课件 ppt 作者 郑津洋 董其伍 桑芝富 主编 22 6.pptVIP

参考资料 1、The Welding Research Council (WRC) Bulletin 107 球壳、圆柱壳上局部应力的计算 2、The Welding Research Council (WRC) Bulletin 297 圆柱壳的局部应力计算 3、PD5500 Unfired Pressure Vessels 4、EN13445 Unfired Pressure Vessels 5、丁伯民著.美国压力容器规范分析——ASMEVIII-1和VIII-2.上海：华东理工大学出版社，1995 讨论 影响圆柱形容器开孔接管处最大应力的因素有哪些？ 浙江大学承压设备研究室 * 浙江大学承压设备研究室 * 浙江大学承压设备研究室 * 浙江大学承压设备研究室 * 浙江大学承压设备研究室 * 浙江大学承压设备研究室 * 第二章 压力容器应力分析 第五节 典型局部应力 CHAPTER Ⅱ STRESS ANALYSIS OF PRESSURE VESSELS 2.5.1 概述 2.5.2 受内压壳体与接管连接处的局部应力 主要内容 2.5.3 降低局部应力的措施 2.5 典型局部应力 2.5.1 概述 1、局部应力的产生 局部载荷 通过管道传递的载荷 支座反力 局部温度变化引起的载荷 材料、结构和载荷不连续处，在局部区域产生的附加应力，如截面尺寸、几何形状突变的区域、两种不同材料的连接处等 不连续 2.5 典型局部应力 2、局部应力的危害性与　　　　 材料韧性 载荷 大小 加载方式 有关 危害性 过大的局部应力使结构处于不安定状态； 在交变载荷下，易产生裂纹，可能导致 疲劳失效。 2.5 典型局部应力 2.5.2 受内压壳体与接管连接处的局部应力 由于几何形状及尺寸的突变，受内压壳体与接管连接处附 近的局部范围内会产生较高的不连续应力。 工程常用方法 应力集中系数法 数值解法 实验测试法 经验公式 2.5 典型局部应力 理论分析方法 薄膜解 弯曲解 一、应力集中系数法 1、应力集中系数 Kt ?max——受内压壳体与接管连接处的最大弹性应力 ——该壳体不开孔时的环向薄膜应力 通过应力集中系数曲线图查Kt，就可得到最大应力 2.5 典型局部应力 图中 是开孔系数，r 接管平均半径， R壳体平均半径， T壳体壁厚 为边缘效应的衰减长度。 故开孔系数 表示开孔大小和壳体局部应力 衰减长度的比值 2.5 典型局部应力 Kt 随着开孔系数的增大而增大 随壁厚比t/T的增大而减小 内伸式接管的应力集中系数较小 降低应力集中系数措施：增大接管、壳体的壁厚；合理布置接管；在有效补强范围内补强 2.5 典型局部应力 应力集中系数曲线使用范围： 0.01? ?0.4 30? ?150 椭圆形封头上接管连接处的局部应力， 只要将椭圆曲率半径折算成球的半径， 就可采用球壳上接管连接处局部应力的计算方法。 2.5 典型局部应力 与应力集中系数曲线不同的是： 考虑了连接处的三个应力：经向应力、径向应力和 法向应力（见图2-49）； 应力指数是所考虑的各应力分量与壳体在无开孔接管时 的环向应力之比。 应力指数法已列入中国、美国、日本等国家压力容器分析设计标准。 见《钢制压力容器——分析设计标准》P159 2.5 典型局部应力 2、应力指数法 二、经验公式 用无因次参量表示应力集中系数 Rodavaugh 和Decock 公式，分别具有各自的使用范围。看书。 2.5 典型局部应力 三、数值计算 应力数值计算的方法比较多，如差分法、变分法、有限单元法和边界元法等。但目前使用最广泛的是有限单元法。 有限单元法的基本思路： 将连续体离散为有限个单元的组合体，以单元结点的参量为基本未知量，单元内的相应参量用单元结点上的数值插值，将一个连续体的无限自由度问题变成有限自由度的问题，再利用整体分析求出未知量。显然，随着单元数量的增加，解的近似程度将不断改进，如单元满足收敛要求，近似