《壓力容器分析設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》ppt課件

1、壓力容器分析設(shè)計(jì)根底n壓力容器規(guī)那么設(shè)計(jì)與分析設(shè)計(jì)n應(yīng)力分析設(shè)計(jì)方法概要壓力容器規(guī)那么設(shè)計(jì)與分析設(shè)計(jì)1、規(guī)那么設(shè)計(jì)2、分析設(shè)計(jì) 3、規(guī)那么設(shè)計(jì)與分析設(shè)計(jì)的比較 1、規(guī)那么設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么 彈性失效準(zhǔn)那么容器只需完全處于彈性形狀時(shí)才是平安的，一旦構(gòu)造內(nèi)某點(diǎn)計(jì)算的最大應(yīng)力進(jìn)入塑性范圍，即到達(dá)或超越資料的屈服極限，就以為整個(gè)容器失效。 根據(jù)：靜載構(gòu)件、平均應(yīng)力 1、規(guī)那么設(shè)計(jì) 缺陷與局限性由于不思索可變載荷對(duì)容器各個(gè)部位引起不同的應(yīng)力與變形，故無法進(jìn)展疲勞分析和估計(jì)壽命，亦不能推測(cè)失效來源于何處。彈性失效并不闡明容器的承載才干曾經(jīng)耗盡。不同性質(zhì)的應(yīng)力取同一應(yīng)力評(píng)定判據(jù)是不合理的，這對(duì)設(shè)計(jì)復(fù)雜構(gòu)造的大

2、型容器很不經(jīng)濟(jì)。而有效利用構(gòu)造的塑性行為已被證明是可行的。取較高的平安系數(shù)無疑掩蓋了失效的本質(zhì)。其結(jié)果添加了資料耗費(fèi)和制造本錢，而對(duì)容器平安有時(shí)適得其反。 2、分析設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么 塑性失效準(zhǔn)那么只需當(dāng)構(gòu)造沿厚度方向全部屈服時(shí)，構(gòu)造才失效。 疲勞失效準(zhǔn)那么一定許循環(huán)應(yīng)力幅作用下的構(gòu)件，只需其循環(huán)次數(shù)超越允許的最大循環(huán)次數(shù)后，才會(huì)發(fā)生疲勞破壞。思索了超出彈性范圍以后構(gòu)造的塑性行為，放棄傳統(tǒng)的彈性失效準(zhǔn)那么。引入極限分析與安定分析概念，采用塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)，對(duì)復(fù)雜構(gòu)造的容器整體，包括任何不延續(xù)區(qū)域都可以做詳細(xì)的彈性應(yīng)力分析與計(jì)算。按不同性質(zhì)的應(yīng)力分類和失效方式給

3、予不同的限制條件。機(jī)械應(yīng)力以極限載荷為界限；不延續(xù)應(yīng)力或熱應(yīng)力以安定載荷為界限。當(dāng)反復(fù)受載需作疲勞分析時(shí)以疲勞實(shí)驗(yàn)應(yīng)力幅為界限。援用虛擬應(yīng)力概念可以方便地對(duì)高應(yīng)變區(qū)作彈性分析。2、分析設(shè)計(jì) 先進(jìn)性比較工程按規(guī)那么設(shè)計(jì)按分析設(shè)計(jì)1規(guī)范名稱GB150-1998?鋼制壓力容器?JB4732-95?鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)規(guī)范?2規(guī)范歷史第一版或 前身出版年代1989年1994年3設(shè)計(jì)壓力最高35MPa100MPa4設(shè)計(jì)溫度資料的許用溫度可高于資料蠕變溫度資料的蠕變溫度以下5不適用工況反復(fù)受載疲勞分析高溫蠕變6設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么彈性失效準(zhǔn)那么塑性失效準(zhǔn)那么；疲勞失效準(zhǔn)那么7采用強(qiáng)度理論最大主應(yīng)力理論最大切應(yīng)力理

4、論8應(yīng)力分類不分類按應(yīng)力性質(zhì)不同分類3. 規(guī)那么設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)的比較9應(yīng)力分析方法資料力學(xué)，板殼力學(xué)彈性有限元法，彈性理論和板橋理論解析法，試驗(yàn)應(yīng)力測(cè)試法10計(jì)算復(fù)雜性以膜應(yīng)力為根底計(jì)算，簡(jiǎn)單各種應(yīng)力均需全面計(jì)算，復(fù)雜11對(duì)熱應(yīng)力的考慮通常與機(jī)械應(yīng)力迭加作為二次應(yīng)力12應(yīng)力評(píng)定判據(jù)取一樣判據(jù)按應(yīng)力分類取不同判據(jù)13根本平安系數(shù)最小nb=3,ns=1.6nb=2.6,ns=1.514資料控制以鋼板為例符合壓力容器常規(guī)要求比前者要求嚴(yán)格許用應(yīng)力分類GB150-98,約27種JB4732-95,約27種15制造與檢驗(yàn)按壓力容器常規(guī)要求比前者要求嚴(yán)格制造資格要有壓力容器制造答應(yīng)證必需有相應(yīng)的答應(yīng)證，例

5、如第三類壓力容器答應(yīng)證16綜合經(jīng)濟(jì)性一般構(gòu)造的容器綜合經(jīng)濟(jì)性好大型、復(fù)雜構(gòu)造的容器綜合經(jīng)濟(jì)性好用戶需提供詳細(xì)的設(shè)計(jì)任務(wù)書關(guān)于資料的要求鋼板比較工程GB150-98JB4732-951采用的鋼板規(guī)范GBYBT,冶金部推薦，技術(shù)要求較高；GB鋼板常溫強(qiáng)度指標(biāo)高合金鋼板 無有2鋼板超聲波監(jiān)測(cè)條件與合格級(jí)別逐張包扎容器內(nèi)筒鋼板 級(jí) 地合金鋼板，25mm 級(jí)16MnR, 30mm 級(jí)20R, 38mm 級(jí)包扎容器內(nèi)筒鋼板 級(jí)調(diào)質(zhì)鋼板 級(jí)不分資料，20mm 級(jí)3拉伸和沖擊試驗(yàn)逐張調(diào)質(zhì)鋼板包扎容器內(nèi)筒鋼板調(diào)質(zhì)鋼板包扎容器內(nèi)筒鋼板厚度50mm4最高使用溫度舉例20R,16MnR 475 15CrMoR 550

6、 0Cr19Ni9 700 20R,16MnR 375 15CrMoR 475 0Cr19Ni9 425 使用溫度下限-200低于0或10做沖擊試驗(yàn)低溫用鋼板最低使用溫度最低沖擊試驗(yàn)溫度16MnR正火，6-25mm, -20 16MnDR正火，6-32mm, -4009Mn2VDR正火,6-32mm,-7006MnNbDR正火,6-16mm,-9016MnR正火，6-100mm -20 16MnDR正火，6-32mm, -40 09Mn2VDR正火,6-20mm,-50 09MnNiDR正火,6-60mm,-70 5鋼板的韌性要求以沖擊功Akv表示20R 18J16MnR,15MnVR 20J

7、15MnVNR,18MnMoNbR,18MnNiMoNbR 27Jb 450MPa 20J 450-515MPa 24J 515-590MPa 27J 590-650MPa 31J6可否使用非壓力容器用鋼板p 1.0MPa, t=0-350 16mm,可用A3或阿AY3不可7可否使用沸騰鋼板p 0.6MPa, t=0-250 12mm,可用A3F或AY3F不可比較工程GB150-98JB4732-951使用范圍單層壓力容器多層包扎壓力容器熱套壓力容器單層壓力容器多層包扎壓力容器熱套壓力容器鍛焊壓力容器2制造用資料應(yīng)有確認(rèn)標(biāo)志不明確明確并對(duì)使用硬印標(biāo)志有限制3封頭的形狀偏向封頭內(nèi)徑為Df檢查用樣

8、板弦長(zhǎng)不小于3/4Df封頭深度不大于45%Df,檢查樣板弦長(zhǎng)等于Df封頭深度大于45%Df,一律按外壓封頭從嚴(yán)要求封頭直邊縱向皺折深度不大于1.5mm4焊縫對(duì)口錯(cuò)邊量不考慮資料因素，按焊縫類別和厚度規(guī)定允許錯(cuò)邊量。例如縱向焊縫，厚度50mm,錯(cuò)邊量允許3mm增加考慮資料因素，且允許錯(cuò)邊量從嚴(yán)，例如 b540MPa,條件與GB150一樣，允許錯(cuò)邊量2.4mm5兩板厚度不等，需要減薄的條件薄板厚度為22 10mm，厚度差3mm;2 10mm，厚度差30%2;或5mm不分板厚，厚度差25%2 ,或3mm制造和檢驗(yàn)的要求6殼體直線度允差長(zhǎng)度 L20mm,允差2/1000; 20mmL30mm,允差1/

9、1000不分長(zhǎng)短檔次，允差1/10007接收底部要求沒有規(guī)定內(nèi)外表轉(zhuǎn)角半徑r1/4殼厚，且不大于20mm對(duì)于插入接收， r1/4管厚，且不大于10mm8對(duì)焊縫的接頭余高按施焊方法與焊縫深規(guī)定余高。例如手工焊，25mm50mm,余高0-4mm考慮資料因素與焊縫深度規(guī)定余高，例b540MPa, 25mm50mm,余高3mm9焊接接頭外表不應(yīng)有的缺陷裂紋、氣孔、弧坑、夾渣；除規(guī)定資料不得咬邊外，其他咬邊深0.5mm，長(zhǎng)100mm，兩側(cè)咬邊總廠度不得超越焊縫長(zhǎng)度的10%裂紋、氣孔、咬邊、弧坑、夾渣10焊接引弧要求不做詳細(xì)規(guī)定制止在非焊接部位引弧11焊后熱處置規(guī)定需要進(jìn)展熱處置的資料厚度，不規(guī)定熱處置方

10、法需要進(jìn)展熱處置的資料厚度同GB150,但明確規(guī)定焊后熱處置方法，包括進(jìn)出爐最高爐溫，升降溫速度和爐溫均勻性的要求12焊接試板規(guī)定有條件的每臺(tái)容器應(yīng)制備焊接試板，例如厚度20mm的15MnVR容器，或b540MPa鋼制容器等每臺(tái)容器至少制備一塊焊接試板13焊縫探傷要求規(guī)定以外的對(duì)接焊縫，允許部分探傷，檢查長(zhǎng)度20%，且不少于250mm合格級(jí)別； 100%射線探傷、級(jí)，超聲波探傷，級(jí)；部分射線探傷，級(jí)，超聲波探傷， 級(jí)對(duì)接焊縫與厚度65mm的角焊接頭，應(yīng)進(jìn)展100%射線或超聲波探傷。合格級(jí)別：射線探傷，級(jí)；超聲波探傷，級(jí)14焊縫探傷人員資格勞動(dòng)部門頒發(fā)的資格證書勞動(dòng)部門頒發(fā)的級(jí)探傷或級(jí)超聲波探傷

11、資格證書15焊接工藝規(guī)程，施焊與熱處置記錄等保管期7年10年應(yīng)力分析設(shè)計(jì)方法概要一、應(yīng)力性質(zhì)薄壁容器厚壁容器平板端蓋殼體不延續(xù)區(qū)容器支座區(qū)容器接納區(qū)容器熱應(yīng)力一、應(yīng)力性質(zhì)1.薄壁容器)2(221222rrTprTpr應(yīng)力特點(diǎn)：沿壁厚均布；平衡外載，無自限性；外壓時(shí)為壓應(yīng)力，需思索失穩(wěn)。一、應(yīng)力性質(zhì)厚壁容器izrRRKKprRKprRKp02220222021)1 (1)1 (1一、應(yīng)力性質(zhì)厚壁容器 為了分析應(yīng)力的性質(zhì)，將非線性分布的應(yīng)力視為均勻分布、線性分布和非線性分布的三部分的疊加。RiR0mfbb按合力等效原那么確定按凈彎矩等效原那么確定合力等效原那么均布部分一、應(yīng)力性質(zhì)厚壁容器00RRR

12、Rmiidrdr1)1 (1102202220KpdrrRKpRRRRimi凈彎矩等效原那么線性部分00)(RRmRRiirdrrdr)21(1ibRrKK)ln121 () 1(322KKKKpKb非線性部分mf 應(yīng)力的特點(diǎn)：均勻分布的應(yīng)力與薄壁容器中的薄膜應(yīng)力具有一樣的性質(zhì)，來源于與內(nèi)壓力的平衡，普及整個(gè)筒體，無自限性。應(yīng)力梯度實(shí)踐上是由筒體內(nèi)外各處變形不同引起的。源于變形協(xié)調(diào)，具有自限性。非線性分布應(yīng)力為應(yīng)力梯度中的非線性部分。具有自限性，只出如今部分小范圍。一、應(yīng)力性質(zhì)厚壁容器一、應(yīng)力性質(zhì)3、平板端蓋環(huán)向應(yīng)力徑向應(yīng)力應(yīng)力主要特點(diǎn)：應(yīng)力沿板厚線性分布，最大值在板外表，中間面應(yīng)力為零；與外載荷相平衡，無自限性，隨半徑r不同而變化;板的上下外表首先屈服，之后應(yīng)力沿板