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压力容器分析设计技术博客

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ASMEⅧ-2中防止局部失效的评定方法  

2012-11-04 07:07:48|  分类: 分析设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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      ASMEⅧ-2第5篇分析设计部分,针对塑性垮塌、局部失效、失稳引起的垮塌和循环载荷引起的失效四种失效模式提供了设计方法。规范针对局部失效模式提供了两种评定方法:弹性分析和弹-塑性分析,其中弹-塑性分析法是2007年规范最新提出的。

1.防止局部失效的必要性

在对塑性垮塌进行评定之后,还要对可能发生的局部失效进行评定。规范[1-3]采用最大变形能屈服准则确定当量应力,当量应力为von Mises当量应力

当三向拉伸应力相等时,Von Mises当量应力为零,表示元件不会失效,但这与实际情况不符。防止局部失效,还需要考虑材料应变极限和三向应力状态,当元件处于三向应力状态时,Von Mises屈服准则不能精确地评定非延性(non-ductile)失效。为此,规范针对局部失效提供了以下两种方法防止可能发生的断裂。

 2.弹性分析法

除了防止塑性垮塌以外,元件中的每一点还应满足以下弹性分析准则:应对局部一次薄膜加弯曲主应力的总和进行校核。

其实,原ASMEⅧ-2早有此三向应力的限制条件。原ASMEⅧ-2采用的应力强度(Stress Intensity)是基于最大剪应力强度准则的,并没有对应力的静水应力分量进行限制,所以出于完备性,原ASMEⅧ-2提出对三个主应力的代数和进行限制。

  3.弹-塑性分析法

  3.1技术背景

        弹-塑性分析法的关键是确定应变极限,Prager在大量实验基础上给出了考虑局部损伤累积效应的应变极限预测模型。在这个预测模型中,微观损伤累积与三轴系数和材料微观结构(如铁素体、奥氏体)成指数关系,与所施加的应力和应变成正比关系。

  4.小结

    如果元件未按照规范第4篇的厚度要求和焊缝结构细节进行设计的,则对塑性垮塌评定后还应对局部失效模式进行评定。可采用弹性分析法或弹-塑性分析法。

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