钢制压力容器分析设计基础（三）

1 应力分类 将应力进行分类是分析设计与常规设计的一大区别。B. F. Langer首先提出应力分类的概念,认为一旦设计者能对压力容器的应力分布进行具体分析,就可以放弃采用同一许用应力极限的做法,继而根据应力在结构中发生的具体部位、分布情况及应力产生的原因分别确定许用应力极限。例     

压力容器随机应力强度的模糊可靠性设计

针对目前应用可靠性设计方法对压力容器进行设计还存在可靠性数据大量不足的问题 ,将模糊数学与可靠性理论相结合的模糊可靠性设计 ,应用于压力容器的设计中 ,使设计更加合理和贴近事物的发展规律。通过常规设计中的标准和规范的规定 ,寻找强度和有关设计参数的均值和偏差 ;分别讨论了强度确定和强度随机两种情况下的数学模型和计算方法 ;并应用实例设计 ,分析了常规设计法和随机应力强度的模糊可靠性设计法的区别。实例设计计算表明 ,压力容器的模糊可靠性设计更加科学和合理 ,与常规设计法相比 ,容器壁厚减薄约 4 0 % ,从而大大减少容器的耗材     

“一次结构法”在薄管板换热器应力分析设计中的应用

北京清华大学陆明万教授等提出的一次结构概念,为灵活运用应力分类准则进行更科学、合理的压力容器分析设计提供了一种新的途径。作者以固定式薄管板换热器应力分析设计为例,阐述了“一次结构法”的应用。     

压力容器强度设计技术分析（九）

原子能工业的兴起,有力地推动了压力容器技术的发展。为适应这种技术发展的需要,应力分析设计法应运而生,而应力分类准则则是应力分析设计法的重要核心。     

应力分析法在排出空气包设计中的应用

运用应力分析设计方法,通过有限元软件对泥浆泵中的排出空气包进行应力分类和计算,对计算结果进行判定。结果表明,排出空气包的设计满足安全性要求。     

用Waters法设计法兰中的轴向应力计算及其评定

基于弹性分析法兰设计方法中,Waters法是此类方法中具有代表性的一种设计方法.在GB150-1998<钢制压力容器>第九章中,法兰设计采用了Waters法.笔者通过分析,着重阐明Waters法在法兰计算中对轴向应力的计算缺失,并提出评定建议.     

换热器壳体封头与筒体连接边界可靠性研究

应用应力分类设计法确定换热器壳体封头与筒体连接边界的多个功能函数，彼此线性相关。采用变量相关下结构可靠性研究方法，对按常规设计的换热器壳体封头与筒体连接边界进行了可靠性分析，定量计算了其可靠度指标，认为常规设计偏于保守。在保证可靠度满足工程要求前提下，进行了可靠性改进设计，使壳体封头和筒体壁厚由１４ｍｍ减至９．７５ｍｍ，节省钢材４１０ｋｇ。     

基于正态分布的新型搅拌釜人孔盖模糊可靠性分析

为实现搅拌釜人孔开闭的机械自动化，基于常规设计方法设计了一种液压自动启闭锁紧新型人孔盖装置。将简化之后的新型人孔盖装置三维模型导入有限元软件，应用ANSYS软件对人孔盖进行非确定性的强度校核，验证该新型人孔盖满足强度要求。针对强度分析中材料属性、载荷存在的随机性，基于模糊可靠性理论建立应力-强度干涉模型，并通过蒙特卡罗统计试验法进行求解。采用此方法可准确把握结构的可靠性，规避设计风险，为其他类似化工装备的可靠性设计提供一种合理的方法和依据。     

内压厚壁圆筒体最大允许内外壁温差的研究(下)

通过应力分类和评定 ,研究了稳定温度场中承受内压与径向温度梯度的厚壁圆筒体的最大允许内外壁温差。研究表明 ,在GB15 0规定的设计压力下 ,对于大多数在高温下工作有保温层的厚壁圆筒能够满足强度要求 ,当超过相应的最大允许内外壁温差时 ,需要对内压引起的应力和温差引起热应力的组合应力进行强度校核计算。同时 ,针对应力分类评定存在的缺陷进行了讨论     

一次结构法在压力容器应力分析设计中的应用

介绍了“一次结构法”及“约束”对结构应力的影响。以固定式薄管板换热器应力分析设计为例阐述一次结构法的应用。该法的采用，使换热器的管板承载能力翻了一番。一次结构概念具有广泛的应用价值。     

高温对海洋工程结构设计的影响

介绍不同船级社的海洋工程结构设计规范对高温状态下钢材力学性能折减的规定.对管道热应力与轴向约束刚度关系进行分析,给出高温管道及其支撑结构设计的优化方法.对某浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)横舱壁结构骨材变形原因进行分析,建议在高温液舱结...     

应力、强度呈非正态分布时可靠度公式的推导

介绍一种当应力、强度呈非正态分布时的可靠度的计算方法,以用来进行机械可靠性设计,并以一个地震载荷的直立压力容器为例加以说明。     

局部夹套结构的受力分析及计算方法探讨

通过对压力容器局部央套结构的受力分析,并建立力学模型,提出了压力容器局部夹套结构的理论计算方法,并从受力分析及强度校核角度与常规使用的近似成完全夹套的计算方法进行了比较,为压力容器设计人员在非标零部件常规设计中摸索出另一科学、可靠的设计途径。     

大型催化裂化装置设备设计的几个问题

论述了大型催化裂化装置分馏塔的强度设计及结构改进,介绍了催化裂化装置两器衬里结构的可靠性设计、质量保证手段及防止再生器应力腐蚀的措施,给出了反应器再生器系统催化剂输送管线的规划、校核方法及催化裂化装置大型化设备设计应该考虑的一些问题。     

二次应力修正因子的可靠性分析

二次应力的合理处理是影响含缺陷焊接结构完整性评定时的难点问题。二次应力修正因子的可靠性直接影响评定结果的可靠性。本文结合具体工程实例对三种典型的二次应力修正因子的可靠性进行了分析 ,得到了几点具有参考价值的结论。     

金属磁记忆检测井下套管应力集中的研究

金属磁记忆技术可有效判断应力集中区,对套管的损伤进行早期诊断.利用铁磁材料的磁记忆性,研制井下在役套管检测系统.该检测系统依据采集的磁记忆信号,可准确地判断套管的应力集中区状况.设计了井下磁记忆检测仪的系统硬件结构,给出核心传感器电路的研制方案,保证仪表可靠性和高灵敏度;针对井下复杂的环境,数据处理方面采用中值滤波和自适应小波消噪方法,以提高磁记忆信号的信噪比.提出了新的特征量诊断方法,保证可靠地判断套管应力集中危险区域.通过实验验证该方法的有效性和可行性.     

U成型过程的有限元分析及刀片梁的结构优化

为了避免UOE钢管制造工艺中原有U成型机刀片梁突然失效导致长时间停机,需要设计、制造新的刀片梁替换原刀片梁。采用有限元法建立U成型过程模型,并根据U形筒的尺寸、刀片梁的受力状态验证模型的可靠性。根据验证的模型,分析刀片梁的应力分布,优化刀片梁的结构,并验证结构优化方案。根据优化方案改进刀片梁,经使用后发现刀片梁的应力分布得到明显改善,大幅度地提高了刀片梁的结构可靠性。     

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在常规设计中，长期以来一直沿用等安全系数法，只考虑到构件足够的强度，无法解决可靠性问题。文章根据输气管道的环向应力和轴向应力，在米赛斯屈服准则的基础上，结合可靠性设计，得到了选择输气管壁厚的一种新方法，称其为输气管道可靠性因子设计法。该法概念清晰，计算简便，结果正确，还适用于圆筒形压力容器的计算。文中最后引用实例说明。     

超静定刚架应力和变形的工程计算法

介绍了种机械结构设计中的超静定刚架应力、变形的简便计算法－弯矩面积法。