RS-强度理论-精品文档.ppt

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1、强度、结构与应力分析中国特种设备检测研究中心贾国栋提纲压力容器强度计算概述压力容器强度校核压力容器的结构概述压力容器应力分类和局部应力压力容器分析设计概述压力容器强度计算概述——设计压力范围一、常用设计规范及适用的压力范围GB150－2019《钢制压力容器》设计压力P：0.1～35MPa；真空度：≥0.02MPaJB4732－95《钢制压力容器-分析设计标准》设计压力P：0.1～100MPa；真空度：≥0.02MPa疲劳载荷；高温蠕变GB151－2019《管壳式换热器》设计压力P：0.1～35MPa；真空度：≥0.02M

2、PaGB12337－2019《钢制球形储罐》设计压力：P≤4MPa；公称容积：V≥50M3压力容器强度计算概述——设计载荷二、设计时应考虑的载荷GB150－2019《钢制压力容器》：（1）内压、外压或最大压差；（2）液体静压力(≥5%P)；需要时，还应考虑以下载荷（3）容器的自重（内件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷；（4）附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；（5）风载荷、地震力、雪载荷；（6）支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；（7）连接管道和其他部件的作用力

3、；（8）温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；（9）包括压力急剧波动的冲击载荷；（10）冲击反力,如流体冲击引起的反力等；（11）运输或吊装时的作用力。压力容器强度计算概述——术语压力三、重要名词术语1、压力（除注明者外，压力均为表压力）（1）工作压力Pw：在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。（2）设计压力P：指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。（3）计算压力PC：指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计

4、压力时，可忽略不计。（4）试验压力PT：在压力试验时，容器顶部的压力。压力容器强度计算概述——术语压力1、压力（除注明者外，压力均为表压力）（5）最大允许工作压力[Pw]：指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力。该压力是根据容器壳体的有效厚度计算所得，且取最小值。最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压力（安全阀开启压力或爆破片设计爆破压力）的依据。（6）安全阀的开启压力PZ：安全阀阀瓣开始离开阀座，介质呈连续排出状态时，在安全阀进口测得的压力。（7）爆破片的标定爆破压力Pb：爆破片铭牌上标明的爆破

5、压力。压力容器强度计算概述——设计压力选取压力容器强度计算概述——术语温度2、温度（1）温度金属温度：容器元件沿截面厚度的温度平均值。工作温度：容器在正常工作情况下介质温度。（2）最高、最低工作温度：容器在正常工作情况下可能出现介质最高、最低温度。（3）设计温度：容器在正常工作情况，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度与设计压力一起作为压力容器的设计载荷条件。（4）试验温度：系指压力试验时容器壳体的金属温度。压力容器强度计算概述——术语厚度3、厚度（1）计算厚度δ：容器受压元件为满足强度及稳定性要

6、求，按相应公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度。（2）设计厚度δd：计算厚度与腐蚀裕量之和。（3）名义厚度δn（即图样标注厚度）：设计厚度加上钢材厚度负偏差后，向上圆整至钢材（钢板或钢管）标准规格的厚度。（4）有效厚度δe：名义厚度减去厚度附加量（腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和）。（5）最小实测厚度：实际测量的容器壳体厚度的最小值。（6）厚度附加量：设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢板（或钢管）厚度负偏差C1及腐蚀裕量C2。<制造减薄量C3>注意：容器壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度δmin：对碳素钢、低

7、合金钢，不小于3mm对高合金钢，不小于2mm压力容器强度计算概述—失效准则、强度理论四、失效准则:容器从承载到载荷的不断加大最后破坏经历弹性变形、塑性变形、爆破，因此容器强度失效准则有三种观点：（1）弹性失效——常规设计（GB150等）弹性失效准则认为壳体内壁产生屈服即达到材料屈服限时该壳体即失效，将应力限制在弹性范围，按照强度理论把筒体限制在弹性变形阶段。认为圆筒内壁面出现屈服时即为承载的最大极限。（2）塑性失效——分析设计（JB4732）塑性失效准则将容器的应力限制在塑性范围，认为圆筒内壁面出现屈服而外层金属仍处于弹

8、性状态时，并不会导致容器发生破坏，只有当容器内外壁面全屈服时才为承载的最大极限。（3）爆破失效——高压、超高压设计爆破失效准则认为容器由韧性钢材制成，有明显的应变硬化现象，即便是容器整体屈服后仍有一定承载潜力，只有达到爆破时才是容器承载的最大极限。*****用途：设计的理论基础，指标限制，什么时候算失效，不能用。压力