压力容器安全裕度的影响因子探究

压力容器安全裕度的影响因子探究不同的预应变量能够对试件和压力容器产生一定的影响，使之产生不同程度的塑性变形，但是，材料本身的强化效应能够在一定程度上弥补试件和压力容器的塑性变形，降低容器塑性失稳状态下的载荷。对径比为 1.02 到 1.10 范围以内的容器，预变后容器的塑性失稳压力的影响甚小。同时考虑容器的塑性变形以及材料的强化效应的改变情况，大约 4%到 12%的试件和容器的最小安全裕度会有常规的 4.76 降低到 2.21。本次讨论得到的最小安全裕度和国外相关的标准一致，这说明应变强化对压力容器安全裕度有较高的影响。1.应变强化路径对压力容器塑性失稳性的影响1.1 不同情况的加载路径试件的预拉伸试验以及结果的数据分析本次试验选取的试验对象是四个相同的 06Gr19Ni10 材料试件，标号分别为 a、b、c、d，然后对试验材料的矩形截面试件分别进行不同路径的预拉伸试验，a 试件拉伸程度为断裂，b、c、d 采纳不同的拉伸力对其拉伸，使得试件发生部分塑性变形、卸载恢复、再拉伸直至材料断裂，通过实验比较各试件在不同预应变下的拉伸承载能力，实验结果如下所示：通过实验数据分析可得，在不同加载路径的情况下，也就是不同程度的应变强化情况下，这些材料的极限承载能力的变化程度是不大的，说明不同加载路径虽然能够使得材料的失稳点发生变化，但是对材料的极限承载能力的影响是微乎其微的。1.2 有限元模拟试验分析在实际情况中，影响压力容器材料属性的重要元素包括温度，所以本次试验针对的对象是压力容器所处室温应变强生产塑性变形的实际加载情况。本次试验选用的试验方法是有限元模拟试验方法，设定两种加载方式。第一种为一次性加载使材料的塑性失稳。第二种是分两次加载，第一次加载时使材料达到塑性变形的目的，卸载后对材料进行第二次加载，直接使材料的塑性失稳。在模拟的过程当中，压力容器模型选择为350mm×8mm×18000mmØ的圆筒容器，通过查表可知厚度为 8mm 的 06Gr19Ni10 钢板的实测应变曲线。在此要注意，第二种加载方式的计算过程当中要给容器施加 0.10 左右的 6 组预应变，计算结果如下：从实验数据的分析中可以看出，在上述两种加载方式的影响下，该压力容器模型的材料塑性失稳压力基本没有变化，而最大环向应变却随着预应变量的渐渐增大而减小等。总体来说，通过这个实验可以得知，压力容器的极限承载能力是不会随着加载方式的变化而变化的，但是预应变强化容器的储备却会随着预应变量...