压力容器分析设计的塑性分析方法

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1、万方数据第七届全国压力容器设计学术交流会议交流论文选登(一)编者按：根据中国机械工程学会压力容器分会2010年度学术工作计划安排，第七届全国压力容器设计学术交流会议已于2010年11月在江苏省溧阳市召开。会议共宣读交流论文40余篇，这些论文集中反映了近年来我国科技工作者在压力容器设计领域不断探索、不断创新所取得的成果，并使之应用于相关工程实践中的成功经验，对今后压力容器技术创新工作具有借鉴作用。《压力容器》杂志作为传播先进技术、交流科技成果的媒体，为了更好地体现为压力容器行业服务、促进行业技术进步的办刊宗旨、支持科研技术人员参加压力容器学会组织的学术交

2、流活动，特从这次学术会议交流论文中挑选了数篇文章，在杂志上刊登，以飨读者。压力容器分析设计的塑性分析方法陆明万1。寿比南2，杨国义2(1．清华大学工程力学系，北京100084；2．中国特种设备检测研究院，北京100013)摘要：以ASMEⅧ一22007版为主线，结合欧盟标准EN134452002介绍和评论压力容器分析设计的塑性分析方法，包括ASME的极限载荷分析方法、弹塑性应力分析方法和欧盟的直接方法等。关键词：极限载荷分析；弹塑性分析；直接方法；压力容器分析设计中图分类号：T一651；TBl25文献标识码：A文章编号：1001-4837(2011)0

3、1—0033—07doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2011．01．007PlasticAnalysisMethodsforDesignbyAnalysisofPressureVesselsLUMing—wanl，SHOUBi—nan2，YANGGuo—yi2(1．DepartmentofEngineeringMechanics，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China；2．ChinaSpecialEquipmentInspection&ResearchInstitute，Beijing100

4、013，China)Abstract：Plasticanalysismethodsfordesignbyanalysisofpressurevesselsareintroducedandreviewedinthispaper．TheASMEⅧ一22007istakenasthemainlineoftheintroduction。andtheEuropeanstandardEN134452002iSalsoinvolved．Thelimit—loadanalysismethodandelastic—plasticstressa．nalysismethod

5、ofASMECode，aswellasthedirectrouteofEuropeanstandardaleincludedinthisintro—duction．Keywords：limit——loadanalysis；elastic·-plasticstressanalysis；directroute；designbyanalysisofpres·-surevessels删言进展嘲呲。应力．3c糍翥等耋瑟瑟曩文献[1]中介绍和评述了压力容器分析设计计的塑性分析方法，包括ASME的极限载荷分析·33·万方数据压力容器分析设计的塑性分析方法V0128．

6、Nol201l方法、弹塑性应力分析方法和欧盟的直接方法等。压力容器设计是一个创新意识非常活跃的工程领域，它紧跟着科学技术的发展而不断地更新设计方法。随着弹性理论、板壳理论和线性有限元分析方法的成熟，20世纪60年代，压力容器界提出了基于弹性应力分析和塑性失效准则的“弹性应力分析设计方法”。进入21世纪后，由于塑性理论和非线性有限元分析方法的日趋成熟，欧盟标准旧1和ASME规范[33又先后推出了压力容器的塑性分析设计方法。其中涉及许多新的基本概念和新的分析方法，需要我们及时学习领会和消化吸收，以提高我们的分析设计水平，并结合国情进一步修订我国的压力容器设

7、计规范。ASME和欧盟的新规范都是以失效模式为主线来编排的。ASME考虑了以下4种模式：(1)防止塑性垮塌。对应于欧盟的“总体塑性变形(GPD)”失效模式。(2)防止局部失效。(3)防止屈曲(失稳)垮塌。对应于欧盟的“失稳(I)”失效模式。(4)防止循环加载失效。对应于欧盟的“疲劳(F)”和“渐增塑性变形(PD)”2种失效模式。欧盟还考虑了“静力平衡(SE)”失效模式，即防止设备发生倾覆。文中讨论的塑性分析设计方法主要应用于防止塑性垮塌和防止局部失效2种情况。1极限载荷分析法在一次加载情况下，结构的失效是一个加载历史过程，即随着载荷的增加从纯弹性状态到

8、局部塑性状态再到总体塑性流动的失效状态。对无硬化的理想塑性材料和小变形情况，结构进入总体塑性流