压力容器分析设计方法 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书主要介绍了压力容器的弹性分析设计方法和弹塑性分析设计方法。第1章介绍了弹性应力分析方法，包括应力分类、极限设计法和安定状态。第2章介绍应力分类结果的线性化，主要介绍了等效线性化法，应力线性化方法，并给出了有限元应用实例。第3章弹塑性分析法，介绍了考虑材料应变强化效应的本构模型方法，ANSYS材料模型，载荷组合情况及弹塑性分析，ANSYS非线性分析等。第4章介绍压力容器的应力疲劳设计，包括疲劳曲线与方程式，平均应力对低循环疲劳的影响，结构对低循环疲劳的影响及疲劳设计规范。第5章介绍应变疲劳分析及循环计数法，主要内容有循环应力?应变曲线，应变疲劳寿命估算，雨流循环计数法及应用实例。第6章简单介绍疲劳用统计学基础。第7章主要介绍疲劳的有限元评定方法，包括弹性应力分析的疲劳评定和弹塑性应力分析的疲劳评定。第8章实验应力分析，简单介绍了电测法、光弹性测量法，极限载荷实验和疲劳实验。本书可作为相关专业研究生的参考书，也可供从事压力容器研究、分析设计的技术人员参考。

1弹性应力分析方法

1·1压力容器中的应力分类

1·1·1应力分析设计法概述

1·1·2容器的应力分类

1·1·3压力容器典型零部件中的应力分布

1·2极限设计法和安定状态

1·2·1极限设计法

1·2·2安定状态——确定二次应力许用值的依据

1·3应力分析设计法对各类许用应力值的限制

1·3·1压力容器设计中对各类应力值的限制

1·3·2以应力分析为基础的设计方法的应用

2应力分类结果的线性化

2·1等效线性化方法概述

2·2应力分类线的选择

2·3应力线性化方法

2·3·1应力积分法

2·3·2以节点力为基础的结构应力法

2·3·3基于应力积分的结构应力法

2·4应力线性化有限元举例

3弹塑性分析

3·1材料本构模型

3·1·1实验法

3·1·2计算法

3·1·3ANSYS材料模型

3·2载荷情况

3·3总体塑性变形失效

3·4极限分析法求总体载荷

3·4·1极限分析理论基础

3·4·2极限分析有限元实例

3·5弹塑性分析求总体载荷

3·5·1防局部失效的一般方法

3·5·2应变极限损伤法

3·6ANSYS非线性分析介绍

3·6·1材料非线性

3·6·2几何非线性

3·6·3非线性求解过程

3·7弹塑性有限元分析实例

4压力容器的应力疲劳设计

4·1疲劳曲线与方程式

4·1·1高循环疲劳曲线

4·1·2低循环疲劳曲线

4·1·3低循环疲劳曲线方程式

4·2平均应力对低循环疲劳的影响

4·2·1平均应力的真实值与“虚拟应力”大小的关系

4·2·2考虑平均应力影响后的疲劳寿命计算

4·2·3低循环疲劳曲线的修正

4·3结构对低循环疲劳的影响

4·3·1接管连接及焊缝型式的影响

4·3·2接管方位和几何参数的影响

4·4应力集中对疲劳寿命的影响

4·4·1理论应力集中系数

4·4·2疲劳缺口系数

4·4·3缺口S?N曲线的近似估计

4·5疲劳累积损伤

4·6疲劳设计规范

4·6·1我国以疲劳分析为基础的设计方法

4·6·2日本HPIS?C?103《超高压圆筒容器设计指针》

5应变疲劳分析及循环计数法

5·1材料的记忆特性

5·2循环应力?应变曲线、滞后环曲线

5·2·1滞后环

5·2·2循环应力?应变曲线

5·2·3滞后环曲线

5·3变幅循环下的应力?应变响应

5·4应变疲劳寿命估算

5·4·1应变?寿命曲线

5·4·2ε?N曲线的计算公式

5·4·3应变寿命计算

5·5缺口的应变分析及寿命估算

5·5·1求取局部应力σ、应变ε

5·5·2循环载荷作用下缺口疲劳寿命估计

5·5·3缺口疲劳寿命估算实例

5·6循环计数法

5·6·1雨流循环计数法基本原理

5·6·2雨流循环计数过程分析

5·6·3简化雨流循环计数法计算规则

5·7雨流循环计数法应用实例

5·7·1高温高压换热器管板泄漏分析中疲劳载荷谱的编制

5·7·2随机形式的合成塔疲劳载荷谱

6疲劳用统计学基础

6·1常用概率分布函数

6·1·1正态分布函数

6·1·2标准正态分布

6·1·3对数正态分布

6·1·4威布尔分布

6·2概率纸估计概率分布形式

6·2·1正态分布概率纸

6·2·2威布尔分布概率纸

6·3常用概率函数的参数估计

6·3·1子样统计量参数

6·3·2正态分布与对数正态分布的参数估计

6·3·3威布尔分布的参数估计

6·4概率分布拟合实例

6·4·1应力幅值的威布尔分布拟合

6·4·2最小二乘法回归分析

7疲劳有限元评定

7·1疲劳筛分方法A

7·2疲劳筛分方法B

7·3弹性应力分析的疲劳评定

7·3·1弹性应力分析疲劳评定概述

7·3·2弹性应力分析疲劳评定过程

7·3·3疲劳损失系数Ke,k的计算

7·4弹塑性应力分析的疲劳评定

7·4·1弹塑性应力分析疲劳评定概述

7·4·2弹塑性应力分析疲劳评定过程

7·5焊缝的疲劳评定

7·5·1焊缝疲劳评定概述

7·5·2焊缝疲劳评定过程

7·5·3焊缝疲劳评定的修正

7·6疲劳曲线说明

7·7棘轮现象评定

7·7·1棘轮现象的弹性分析方法

7·7·2简化的弹?塑性分析

7·7·3温差应力棘轮现象的评定

7·7·4非整体连接件的防棘轮现象

7·7·5棘轮现象的弹塑性应力分析

8实验应力分析

8·1电测法

8·1·1电测法原理

8·1·2布点方案

8·1·3电测法应注意的事项

8·2光弹性测量法

8·2·1平面应力?光学定律

8·2·2求解边界应力

8·2·3求解内部应力

8·3极限载荷实验

8·3·1极限载荷实验注意事项

8·3·2确定极限载荷步骤

8·4疲劳实验

8·4·1循环次数及载荷确定

8·4·2加速疲劳试验

8·4·3仅增加载荷或循环次数情况

8·4·4Ks、Kn值的确定

8·4·5实验确定疲劳强度减弱系数

8·4·6疲劳实验实例

8·4·7本章符号说明

参考文献

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前言

近年来压力容器分析设计方法取得重大进展，颁布了以美国ASME Ⅷ?2 2007版和欧盟标准EN 13445?3 2002版为代表的压力容器设计规范，压力容器的分析设计方法从弹性分析扩展到弹塑性分析。弹性分析是以弹性应力分析和塑性失效准则为基础的设计方法,工程应用的关键是对压力容器部件受载工况下的应力分析结果,根据结构的不同失效形式进行应力分类,而后,将分类后的应力按相应的应力强度准则加以限制,以设计出安全可靠、经济的压力容器。在解决实际工程问题中,基于弹性分析的应力分类方法对复杂构件或部位难以进行应力分类,也难以直接采用性能越来越强的有限元软件的应力分析结果。随着有限元技术的发展，使得对复杂结构采用弹塑性分析成为可能，也给采用弹塑性分析方法带来了实现的可能。弹塑性分析设计方法能回避弹性分析设计方法在复杂结构应力分类时的不确定性等难点,而把焦点集中于确定压力容器在载荷作用下的极限承载能力，其已成为分析设计方法的发展趋势。　　新版压力容器规范扩充的弹塑性分析设计方法有其明显的优越性，但目前工程上真正应用弹塑性分析设计的实例尚未见报道，且由于基础数据的缺乏和对新方法的设计方法没有研究清楚，因此工程中仍然推荐采用基于弹性分析的应力分类法。应力分类法具有简单、通用、保守和成熟的优点，仍然是当今压力容器分析设计的主流。 本书是作者在多年教学的基础上结合应力分析设计法的发展编写而成，介绍了压力容器的弹性分析设计方法和弹塑性分析设计方法，目的在于为研究生、工程人员提供一本简明易懂的教材。本书的编写得到了华南理工大学研究生教材建设基金的资助。 参加本书编写的还有周连东、甄亮。王延顼、江飞飞、杨传健、肖冰等参与了材料的收集和整理工作，在此一并表示衷心的感谢。此外，本书在编写过程中，借鉴和参考了许多相关文献和资料，也在此向相关作者表示衷心的感谢。由于编者水平有限，书中内容难免会有不妥之处，恳请读者批评指正。　　　 编者　　　

2013年3月