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压力容器分析设计技术博客

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ASMEⅧ-2(2007)四大新特点  

2010-07-18 09:38:24|  分类: 分析设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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         历经9年的准备,大改写后的ASMEⅧ-2于2007年正式出版,与以往版本相比,主要有以下几个特点:

(1)把许用应力中材料强度极限的安全系数(现ASME称之为设计系数)由3. 0降至2. 4。

        ASME Ⅷ-2以屈服强度为基础的安全系数(设计系数)保持不变。

       安全系数越大,则壁厚就越大,对焊接、探伤、热处理和运输的要求就越高,建造成本越大。为了提高降低成本,节约社会资源,国际上各主要工业国纷纷开始降低安全系数。当然,安全系数的降低需要经过严谨的研究和论证,涉及结构设计、材料选用、制造水平、检测技术以及使用管理等多个方面。

        随便提一下《固容规》对安全系数的调整:对钢材规则设计,抗拉强度安全系数由3.0调整为2.7、屈服强度的安全系数由1.6调整为1.5;分析设计,抗拉强度的安全系数由2.6调整为2.4、屈服强度的安全系数1.5不变。同时钛及钛合金、镍及镍合金规则设计的抗拉强度安全系数由3.0调整为2.7。


(2)把规则设计与分析设计并列,形成既相互独立又相互补充的两部分;

       在ASME Ⅷ-2第4篇按规则设计部分,把原属于ASME Ⅷ-1的元件全部吸收过来,甚至还包括了Ⅷ-1所没有的卧室容器。

       ASME Ⅷ-2第5篇按分析设计部分,保留了原ASME Ⅷ-2中应力分类及其评定的基本内容,补充了采用有限元(包括弹性分析、极限分析、弹性-塑性分析)进行有关失效模式的计算和评定。在疲劳分析上,补充了与欧盟EN13445相配套的焊接连接件疲劳评定方法。

       值得注意的是:ASME Ⅷ-2(2007)附录5.A给出了用于应力线性化的处理方法。我国在1995年编制的JB 4732标准释义就介绍了对有限元计算结果进行应力分类的实施方法和步骤。其中明确推荐采用等效线性化处理方法,并指出由等效线性化处理得到的非线性应力是峰值应力,建议对压力容器承压部件沿壁厚方向选取应力分类线,这些思想都是与ASME新版和欧盟标准相吻合的。


(3)以失效模式为基础来编制分析设计规则,提出相应的评定要求和实施方法;

      由于新规范是按失效模式来编写的,所以把五类应力的评定分散到各种失效模式下的“弹性应力分析方法”中去了。一次应力Pm , PL 和PL + Pb的评定在“防止塑性垮塌”中。一次加二次应力PL+ Pb +Q的评定在“棘轮现象评定”中。总应力PL
+ Pb +Q + F的评定在“疲劳评定”中。此外, 把老规范的“三向应力”评定准则(σ1 +σ2 +σ3 ) ≤4S 放到“防止局部失效”中,作为限制局部一次薄膜加弯曲应力的极限。还新增了“防止失稳垮塌”的评定。


(4)把数值分析方法全面引入分析设计规范。

       如今分析技术发展很快,虽然壳体不连续接分析在结构分析中仍然常被采用,但已经愈来愈多地被基于计算机的数值方法所代替。当代在压力容器设计中最为广泛使用的分析工具是有限元法,这种方法是能够详细模拟复杂容器的、强有力的方法。

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