典型局部应力讲解VIP免费

1第二章压力容器应力分析第二章压力容器应力分析第六节典型局部应力第六节典型局部应力第六节典型局部应力第六节典型局部应力CHAPTERⅡCHAPTERⅡSTRESSANALYSISOFPRESSUREVESSELSSTRESSANALYSISOFPRESSUREVESSELSCHAPTERⅡCHAPTERⅡSTRESSANALYSISOFPRESSUREVESSELSSTRESSANALYSISOFPRESSUREVESSELS22.6.1概述2.6.2受内压壳体与接管连接处的局部应力主要内容主要内容2.6.3降低局部应力的措施2.6典型局部应力32.6.12.6.1概述概述1、局部应力的产生局部载荷通过管道传递的载荷支座反力局部温度变化引起的载荷材料、结构和载荷不连续处，在局部区域产生的附加应力不连续2.6典型局部应力42、局部应力的危害性与材料韧性载荷大小加载方式有关危害性过大的局部应力使结构处于不安定状态；在交变载荷下，易产生裂纹，可能导致疲劳失效。2.6典型局部应力52.6.22.6.2受内压壳体与接管连接处的局部应力受内压壳体与接管连接处的局部应力由于几何形状及尺寸的突变，受内压壳体与接管连接处附近的局部范围内会产生较高的不连续应力。6工程常用方法应力集中系数法数值解法实验测试法经验公式2.6典型局部应力理论分析方法薄膜解弯曲解7一、应力集中系数法一、应力集中系数法一、应力集中系数法一、应力集中系数法1、应力集中系数KtmaxtKmax——受内压壳体与接管连接处的最大弹性应力——该壳体不开孔时的环向薄膜应力通过应力集中系数曲线图查Kt，就可得到最大应力2.6典型局部应力8应力集中系数曲线910RTr图中是开孔系数，r接管平均半径，R壳体平均半径，T壳体壁厚RT为边缘效应的衰减长度。故开孔系数表示开孔大小和壳体局部应力衰减长度的比值2.6典型局部应力11Kt随着开孔系数的增大而增大随壁厚比t/T的增大而减小内伸式接管的应力集中系数较小降低应力集中系数措施：增大接管、壳体的壁厚；合理布置接管；在有效补强范围内补强2.6典型局部应力应力集中系数曲线使用范围：0.010.4Rr30150TR1213椭圆形封头上接管连接处的局部应力，只要将椭圆曲率半径折算成球的半径，就可采用球壳上接管连接处局部应力的计算方法。2.6典型局部应力1415应力指数是所考虑的各应力分量与壳体在无开孔接管时的环向应力之比。应力指数法已列入中国、美国、日本等国家压力容器分析设计标准。见《钢制压力容器——分析设计标准》P1592、应力指数法1617二、经验公式二、经验公式二、经验公式二、经验公式用无因次参量表示应力集中系数Decock公式2.6典型局部应力0.1820.3670.3820.148002.8()()()()100,0.094.3,0.512.5trDdtKTDTtrDtTTt适用范围Rodavaugh公式221251.4240,0.0482.8,0.041.0tddtdDDDTDTKtdtTDTDtdTTD适用范围118三、数值计算三、数值计算应力数值计算的方法比较多，如差分法、变分法、有限单元法和边界元法等。但目前使用最广泛的是有限单元法。有限单元法的基本思路：将连续体离散为有限个单元的组合体，以单元结点的参量为基本未知量，单元内的相应参量用单元结点上的数值插值，将一个连续体的无限自由度问题变成有限自由度的问题，再利用整体分析求出未知量。显然，随着单元数量的增加，解的近似程度将不断改进，如单元满足收敛要求，近似解也最终收敛于精确解。2.6典型局部应力1920四、应力测试四、应力测试四、应力测试四、应力测试实验应力分析方法直接测量计算部位的应力，是验证计算结果可靠性的有效方法。常用实验应力分析方法电测法光弹性法2.6典型局部应力21应力测试电测法2223光弹性法————光学应力测量方法光学应力测量方法光弹性原理光弹性原理相似理论相似理论242.6.32.6.3降低局部应力的措施降低局部应力的措施方法方法合理的结构设计合理的结构设计减少附件传递的局部载荷减少附件传递的局部载荷尽量减少结构中的缺陷尽量减少结构中的缺陷2.6典型局部应力25一、合理的结构设计一、合理的结构设计一、合理的结构设计一、合理的结构设计（（11）减少两连接件的刚度差）减少两连接件的刚度差（（11）减少两连接件的刚度差）减少两连接件的刚度差（（22）尽量采用圆弧过渡）尽量采用圆弧过渡（（22）尽量采用圆弧过...