压力容器与管道安定/棘轮评估方法研究进展

介绍了压力容器与管道安定/棘轮评估方法的研究进展,重点总结了考虑蠕变和不考虑蠕变两种条件下结构的棘轮极限评估方法。结果表明,与直接法相比,Adibi-Asl和Reinhardt等提出的弹性模量修正法、Martin等提出的混合方法及Abou-Hanna等提出的修正屈服面法均可更高效地评估棘轮极限载荷,适于工程计算。该研究对压力容器与管道及其他结构的安定性评估有一定指导意义。     

局部减薄储罐拱顶非线性稳定性分析

首先应用非线性有限元法进行局部均匀减薄拱顶的稳定性分析,计算结果表明,罐壁及罐壁油压对罐顶失稳的临界载荷影响很小.随后针对拱顶局部均匀减薄问题,提出一种近似的解析分析法,解析法将减薄部分分离出来,处理为受剩余部分弹性支撑的扁球壳,并导出相应的等效弹性支撑刚度计算公式,最后利用修正迭代法获得近似的失稳临界载荷计算公式.解析方法的计算结果与有限元法计算结果对比表明,文中提出的局部失稳临界载荷计算公式具有与有限元方法相一致的计算精度,可用于局部减薄拱顶储罐的局部稳定性评估,计算结果表明腐蚀区几何参数为9.5时最易出现局部失稳.     

基于防止塑性垮塌的多晶硅还原炉底盘结构安全性评估

针对多晶硅还原炉底盘支撑结构的应力分析问题,基于JB 4732—1995 《钢制压力容器——分析设计标准》(2005年确认)中的弹性应力分析法以及ASMEⅧ-2中的极限载荷法和弹塑性分析法,开展了底盘支撑结构的应力评定。同时,计算了极限载荷法和弹塑性分析法框架下该部件的承载能力。结果表明,采用弹性应力分析法、极限载荷法以及弹塑性分析法评估时,底盘支撑结构均满足强度要求。但是,基于弹性应力分析法所得到的设计结果过于保守,而极限载荷法和弹塑性分析法可以大幅降低设计的保守度。     

斜接管道结构在内压作用下塑性极限载荷的有限元分析方法研究

采用有限元方法,建立了斜接管压力容器结构在内压作用下的数值模型,并将不同载荷下管道的热点应力分布与现有文献实验结果进行了比较,两者吻合较好,验证了该计算方法的可靠性。对于正交接管利用两倍弹性斜率、切线交点和零曲率极限载荷准则获得斜接管道失效的极限内压;并将正交接管的极限内压与Cloud以最大有效应力达到屈服时对应的理论上极限内压值进行比较,结果表明：两倍弹性斜率与切线交点极限载荷准则在预测极限内压时偏于保守,零曲率准则对确定斜接管压力容器的极限载荷比较恰当。然后利用零曲率准则确定斜接管压力容器的极限载荷,采用控制单变量变化的方法,分别分析了接管中心线与简体中心的夹角、接管与筒体直径之比和筒体厚度与直径之比对极限载荷的影响,最后综合考虑这些因素的影响,得出了斜接管压力容器极限载荷的近似计算式。提供的分析方法为压力容器的设计及安全性评定提供了一种新途径。     

复杂结构塑性极限分析的修正弹性补偿法

弹性补偿法（ECM）是结构塑性极限载荷分析中一种简单有效的方法,但对复杂结构,其计算结果往往存在较大误差。采用Banach不动点原理,分析了ECM法计算下限极限载荷时存在的收敛性问题,指出只有在弹性模量迭代序列满足压缩映射条件时,才能得到极限载荷的较好的逼近值,从而提出复杂结构极限分析的修正弹性补偿法（KtECM）。该方法采用一种结构主要承载单元的弹性模量迭代序列均满足压缩映射条件的迭代方法,并引入与结构应力集中系数相关的调整因子λ,给出了名义应力的较为合理的定义方法,建立调整因子与应力集中系数之间的关系式。典型复杂结构的极限载荷分析计算表明：KtECM具有简单、高效、易于工程应用等优点,提高了对复杂结构极限载荷的计算精度,调整因子λ的引入可以起到协调计算精度与时间的作用。     

复杂结构塑性极限分析的修正弹性补偿法

弹性补偿法(ECM)是结构塑性极限载荷分析中一种简单有效的方法,但对复杂结构其计算结果往往存在较大误差.采用Banach不动点原理,分析ECM法计算下限极限载荷时存在的收敛性问题,指出只有在弹性模量迭代序列满足压缩映射条件时,才能得到极限载荷的较好逼近值,从而提出复杂结构极限分析的修正弹性补偿法(KtECM).该方法采用一种结构主要承载单元的弹性模量迭代序列均满足压缩映射条件的迭代方法,并引入与结构应力集中系数相关的调整因子λ,给出名义应力的较为合理的定义方法,建立调整因子与应力集中系数之间的关系式.典型复杂结构的极限载荷分析计算表明:KtECM具有简单、高效、易于工程应用等优点,能够提高对复杂结构极限载荷的计算精度,调整因子λ的引入可以起到协调计算精度与时间的作用.     

反应堆压力容器接管段三维弹塑性应力分析

反应堆压力容器在正常运行、事故、水压试验等工况下承受包括自重、压力、热膨胀、地震和管道载荷等复杂载荷。由于接管段几何不连续性,容易产生应力集中而发生破坏,是压力容器结构分析的关键部位。目前,反应堆压力容器应力分析研究主要采用线弹性分析方法。由于载荷的复杂性以及几何不连续,材料可能会发生塑性行为。在某些极端工况下,采用线弹性计算结果进行应力评定可能无法满足规范要求,这可能由于线弹性分析的过保守造成的,而弹塑性分析能够得到更接近实际的结果。采用反应堆压力容器材料的真实应力—应变曲线作为输入,并采用了ANSYS的多线性随动强化模型模拟压力容器材料真实本构,建立压力容器接管段的三维有限元模型,对压力容器接管段进行弹塑性应力分析。研究得到了压力容器接管段在内压载荷下的应力分布规律,塑性区域随载荷增大的扩展规律、压力容器最终失效的塑性极限载荷,为压力容器设计提供理论依据。     

基于弧长法的桁架臂结构全过程非线性稳定性分析

履带起重机的桁架臂通常为大长度的空间格构式结构,对其进行稳定性计算较为复杂.针对此问题,采用弧长法,考虑臂架初始缺陷、载荷分布和几何非线性,对臂架进行了载荷-位移的全过程非线性稳定性分析.通过分析臂架的载荷-位移全过程曲线,并和线性稳定性分析结果进行对比,得到了较为符合工程实际的臂架极限载荷.该方法可为工程设计和评估提供分析依据.     

对中美压力容器分析设计规范中关于安全系数调整的讨论

ASME-BPVC-Ⅷ第二册2007版和TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》对压力容器分析设计的安全系数均进行了调整。首先讨论了安全系数调整对中美分析设计规范中最大许用应力值的影响,其次对内压作用下的不同外内径比的圆筒作极限分析与线弹性应力分析,得到极限分析的许用载荷[P]和线弹性应力分析的许用载荷P,通过对安全系数调整前后比值P/[P]的分析比较,讨论了中美分析设计规范中关于安全系数调整的合理性。     

ANSYS极限载荷分析法在压力容器设计中的应用

基于弹性分析的应力分类法在压力容器分析设计中的应用已十分普遍,但在一些情况下,不能准确地区分一次与二次应力强度,如果按一次应力进行控制可能偏保守,按二次应力控制又偏冒进,一次结构法使用起来又比较复杂,因此需要寻找一种方便快捷的替代方法。随着工程实践和理论研究的进步,用以解决应力分类法不足之处的替代方法已逐渐成熟。从相关规范、ANSYS有限元软件应用等方面讨论了极限载荷法在压力容器分析设计中应用的方法及注意事项。     

2014年 ASME PVP 会议简介

美国机械工程师协会（ ASME）压力容器与管道（ PVP）会议是压力容器与管道领域国际顶级会议。主要介绍2014年PVP会议的主题和分议题;对比了2011～2014年日本、美国和中国等主要国家在PVP会议上论文收录情况;分析了压力容器和管道领域的几个热点问题。     

焊接坡口对焊接接头安定性的影响研究

结合非线性叠加法和通用有限元软件ABAQUS研究了循环热-机械载荷下对焊接接头的安定性,并比较了UV形、双U形、X形、U形、单面焊及V形等6种焊接坡口形式对焊接接头安定性的影响。结果表明,选用U形坡口(焊接厚度20 mm≤t≤60 mm)及选用双U形坡口(焊接厚度t>60 mm)连接时焊接接头的安定域较大,在循环热-机械载荷下具有更好的承载能力。此研究对厚壁压力容器及管道对焊焊接接头的设计有一定指导意义。     

基于 ANSYS 的接管许用外载荷的计算

确定接管的许用外载荷,是压力容器及管道设计中的难点。借助有限元分析软件 ANSYS,对一换热器封头处的接管连接结构进行三维有限元强度计算。为求得该结构的许用外载荷,以安定性原理为基础,通过在管口3个不同方向上施加外力及外力矩,得到外载荷对各部位一次加二次应力强度 SⅣ的影响规律。从而估算出各个方向可单独承受的外力及外力矩,以确定危险外力和外力矩组合,进而得到该结构的组合承载能力。此种计算及处理方法值得同行业借鉴。     

2012年ASME PVP会议简介

美国机械工程师协会(ASME)压力容器与管道(PVP)会议是压力容器与管道领域内的国际性会议。2012年ASME PVP会议以"全球压力容器与管道技术的新视野"为主题,在加拿大多伦多市成功举行。此次会议包含:规范与标准、计算机应用技术与螺栓法兰接头、设计与分析、流固耦合、高压技术、材料与制造、操作应用与零部件、地震工程、ASME无损检测分会和学生论文竞赛10个主题。主要介绍2012年ASME PVP会议的10个主题及下属分议题,中国、美国、日本、英国、加拿大、韩国等主要国家的论文发表情况,以及近年来压力容器和管道的发展趋势。     

循环内压下球形封头开孔接管的安定评估方法

基于有限元软件Abaqus系统,研究了开孔半径和开孔位置因素对球形封头在循环内压下弹性安定极限载荷的影响,提出了相应的经验评估方法。验证结果表明,安定评估方法可较好地评定循环内压下开孔球形封头的安定性。     

RCC-M外压圆筒计算公式讨论

着重讨论法国RCC-M(2007版)标准中有关外压圆筒的计算公式,并通过算例与德国的KTA 3201.2核承压设备标准、美国2010版民用压力容器标准ASMEⅧ-2和欧洲EN 13445-3标准的计算结果进行对比分析,指出RCC-M(2007版)与这两个标准之间存在的异同,为同行在今后的设计工作中提供参考。     

欧盟简单压力容器指令最新动向

欧盟简单压力容器指令的变动将对欧盟市场中简单压力容器的贸易产生重要的影响。根据欧洲议会和理事会关于统一成员国有关简单压力容器销售法律的提案COM(2011)768,欧盟简单压力容器指令即将调整。通过介绍提案COM(2011)768对指令2009/105/EC修订的主要内容,解读欧盟简单压力容器指令的最新动向。     

基于三维设计的轧钢机液压配管设计

三维设计对轧钢机配管工作有着很强的指导意义,该文基于三维设计软件进行轧钢机液压配管设计,不但可以预先制定管路的整体布局,细化单根管路的走向,计算出各种接头、阀、以及素材等相关件所需的数量、长度和尺寸,它还可以更加形象直观的指导现场预制,安装,修改等工作.经理论和实践证明,三维设计能提高配管设计效率,节约配管成本.     

关于完善我国压力容器压力管道定期检验规范体系的思考

简要介绍了我国现行压力容器、压力管道定期检验规范体系，并与相应的API规范进行了对比分析。针对经济性与安全性、一般性与特殊性统一的需要，技术进步的需要和转变检验思路的需要，提出了完善我国现行压力容器、压力管道定期检验规范体系的思路。即：对一般性的压力容器和压力管道，沿用现行的压力容器、压力管道定期检验规范体系；对成套装置和特殊压力容器，建立包括风险评估、合于使用评价、在线检验检测的技术规范和标准的检验规范体系。     

基于电场和流场耦合的微坑电解加工数值研究

表面织构技术能够有效降低摩擦副表面摩擦和磨损。以方形微坑电解加工为对象,充分考虑加工中电场与流场相互关系建立了耦合场理论模型,采用数值计算方法得到了耦合场电势分布、电流密度分布和体积分数分布等,探讨了入口压力与出口最大氢气体积分数的影响关系,研究结果可为方形微坑电解加工提供一定的参考。最后开展了方形微坑电解加工实验,得到了方形微坑实验件。