对美国《锅炉及压力容器规范》Ⅷ—1的理解之五——内压圆筒和内压球壳设计

内压圆筒和球壳的强度设计公式相当简单，但是正确并全面理解ASMEⅧ－1规范中和内压圆筒、球壳强度设计公式有关的几个因素，对更好地制订及使用我国的容器设计规范无疑会有所帮助。本文试验就ASMEⅧ－1规范在内压圆筒和球壳设计中如何正确引入排孔削弱系数，为什么不对包括温差应力在内的组合应力进行校核等问题作出分析。     

真空容器壁厚的直接图算法

<正> 一、引言由于理论上,计算外压容器弹性稳定性的公式一般来说是较繁杂的。因此,自五十年代以来,在工程上,各国规范中广泛采用了一种试算图算法[1,2,3]。对于设计外压为1公斤/厘米~2的真空容器提出了一种简捷图算法。     

基于屈曲分析的大型搪瓷拼装钢罐外压失稳性能分析

在搪瓷拼装储罐的实际工程建造中，由于国内缺少针对搪瓷拼装罐体外压结构设计的相关标准，在某些场合设计中存在缺陷，造成罐体失效案例的发生。因此，借助数值模拟方法，研究搪瓷拼装罐体与无缺陷钢罐的外压等效关系，基于等效关系探究不同外压工况下罐体的屈曲变形和罐体变形规律。仿真结果表明：在各种罐体承外压工况下，空罐状态承受外压时，罐体易出现外压失稳现象。而合理的钢板厚度设计、抗风圈设计能够有效提高罐体的抗变形性能。借助仿真分析结果对整体罐外压公式进行修正，得到搪瓷拼装罐外压设计方法，可为大型搪瓷拼装罐体外压结构设计提供参考，保证搪瓷拼装罐体的安全可靠。     

锥形夹套容器加强结构设计

基于外压锥壳和圆筒连接处的加强结构设计原理,给出了设置加强圈时锥壳段稳定性设计方法,并指出在进行加强圈惯性矩计算时,可通过将加强圈及其中心线至相邻加强圈中心线距离之半范围内的锥壳处理成当量圆筒,再按外压圆筒加强圈所需惯性矩设计方法进行计算。通过实例进一步对锥形夹套容器的加强结构设计及加强圈在锥壳上的布置进行了系统的分析。     

外压圆筒设计图算法与公式法

文章以外压容器圆筒的失稳理论为基础,在实际运算中发现一些研究者推导的薄壁外压容器圆筒公式计算结果与GB/T150图算法的结果相差较大。建议工程设计人员对于外压容器的设计按照国家标准规范要求进行,提出了增加圆筒许用外压的方法。     

稳压器电加热元件外套管失稳分析

对外压载荷下稳压器电加热元件外套管进行了稳定性校核分析。利用常规设计中的公式法和图算法对外套管进行初始校核,比较了公式法和GB 150、ASME及俄罗斯Н-ППУ-01等标准得到的许用外压值,在参考成熟工程经验的同时,讨论了其中的差异,常规设计校核结果表明,外套管稳定性满足设计要求。在常规设计的基础上利用ANSYS有限元软件对套管外压稳定性进行特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,分析结果表明套管满足稳定性设计要求。进一步运用有限元软件分析了壁厚及不圆度等制造偏差对套管许用外压的影响,并对结果进行了讨论。     

碳纤维复合材料圆筒受外压结构分析

本文对碳纤维复合材料圆筒受外压载荷的结构设计方法进行了研究.运用有限元法和公式法求解了临界压力,并进行了试验验证.结果表明,碳纤维复合材料圆筒受外压作用的主要失效型式为失稳破坏,有限元法和公式法的计算结果与试验结果一致.     

受外压作用球壳的名义厚度及最大工作压力计算

对于承受外压的球壳,不仅要满足强度要求,还要满足外压校核要求。提供了外压校核计算的方法,并计算得出了多种规格的球壳满足外压校核时的球壳名义厚度,利用名义厚度计算得出了所能承受的最大工作压力,为工艺确定设计参数时提供参考依据,并以实例加以说明。     

对GB150《压力容器》有关内容的商榷——内、外压锥形封头和变径段设计

GB 150对内压锥壳的设计既引自原ASMEⅧ-2,又引自现ASMEⅧ-1并略有调整,对外压锥壳的设计基本上引自原ASMEⅧ-1,但对内压或外压锥壳上折边设置的判定要求都相同。从而不仅从表面上看似和ASME规范相同,但由于并未正确引用或作了和规范不一致的修改,使在实际执行中难以操作,且设计结果和ASME规范不相一致。文章根据ASME规范的制订依据,对GB 150所存在的问题逐一分析。     

压力容器加强圈简化设计

本文介绍了一种钢制外压容器加强圈的简化设计计算方法，包括公式推导、计算说明和计算举例。     

压力容器稳定性分析

对于受外压的容器,除了圆筒、球壳、锥壳和有限定的开孔外,其他的很多形状以及不均匀的载荷等都无法按照现有的标准规范进行稳定性校核。通过分析结果的对比,确定了基于有限元屈曲分析为基础的压力容器稳定性分析方法和评判准则。     

受内压无折边偏心锥壳的应力测试和分析

对某带偏心锥壳结构的小型压力容器进行应力测试和有限元分析,将两者所得的数据进行对比,发现两者的应力分布趋势和数据结果基本一致,验证了有限元计算结果的准确性,并且对两者之间的一些数值偏差进行了原因分析。同时得出了当偏心锥角处于30~45°之间时,按照相同角度的正锥壳设计得到的偏心锥壳结构是可以正常工作的结论。     

压力容器无折边锥壳小端与圆筒体连接处加强的判定

根据无折边锥壳小端与筒体连接处的不连续分析得出的壳体中轴向应力σL 和周向应力σθ 的表达式 ,通过对最大压缩应力σL 限定条件的分析和讨论 ,得出了适用于以锥底 (r=rmax)处的最大应力为基准将锥体设计成等厚壳体时 ,无折边锥壳小端与筒体连接处加强计算的判定条件。     

外压锥壳上设置加强圈的设计方法探析

本文根据ASME规范对外压圆筒加强圈、外压锥壳大端或小端和圆筒连接处加强圈所需惯性矩的设计原理,推导出在外压锥壳上设置加强圈时所需惯性矩的设计方法,作为一个建议,以供同行专家们分析、讨论。     

基于ANSYS二次开发的锥壳开孔接管结构参数化有限元分析系统

以ANSYS12.0为开发平台,Visual Basic 6.0和APDL语言为开发工具,实现了锥壳开孔接管结构的参数化有限元分析系统。该系统通过输入锥壳及接管的相应设计参数,可迅速得到不同载荷工况下分析结构的应力强度分布,进一步应用分析设计标准进行应力强度评定。系统的开发有效地提高了设计效率,为此类结构安全评定和优化设计提供有效依据。     

三辊卷板机卷制任意锥简的调整计算及卷制过程的改进

对三辊卷板机卷制任意锥筒成形不良的原因进行了分析,给出了三辊卷板机上轴辊的调整计算实用公式,从而提高了产品的成形质量。     

鞍式支座对圆柱壳体外压承载能力的影响

采用有限元方法对受外压作用的有鞍式支座支撑的卧式容器筒体进行了线性和非线性稳定性分析,研究了鞍式支座对筒体临界失稳外压的影响。结果表明,鞍式支座的存在对筒体起到了加强作用,增大了筒体的临界失稳外压,支座反力对筒体的临界失稳外压影响不大。     

核电常规岛高低压加热器流动阻力计算问题讨论

针对高低压加热器流动阻力计算,对换热管摩擦阻力系数相关经验式进行了对比分析,并对U形管弯曲管道摩擦阻力系数计算及进出口局部阻力系数计算提出了新的建议。针对加热器壳程饱和蒸汽冷凝工况,阐明了壳程压降的主要影响是使壳程冷凝换热推动力下降,而壳程压降的主要构成则是进口局部阻力压降和防冲板阻力压降。基于蒸汽冲击防冲板的流动特征,提出了防冲板压降计算模型,该模型既反映了压降随防冲板距离管口远近而变化的特点,又与现有阻力系数经验取值有一致性,对设计应用有参考价值。     

折边锥形壳体壁厚确定的简易方法

通过对各计算公式及相关图表进行分析和比较,总结出一种简单易行的折边锥形壳体壁厚确定方法。此方法不需要把折边锥形壳体的中间锥体和两端过渡区3部分的厚度都计算出来,而是先进行简单地比较,再选其中的一个公式计算就可得到满意的结果。