【摘要】： 壓力容器開孔以后,結構的連續(xù)性被破壞而成為容器的破壞源。因此,需要進行補強設計。常規(guī)的設計方法一般較為保守,容易造成材料的浪費,并且由于沒有考慮壓力容器的強度、應力及各幾何參數(shù)的不確定性引起的誤差而與實際情況不符,也不能保證絕對的安全。而可靠性設計方法不僅能夠節(jié)省材料,還能夠預先估算出設計對象的可靠程度。因此把可靠性設計方法引入壓力容器的設計已成為發(fā)展趨勢。 本文分析了國內(nèi)外可靠性設計方法在壓力容器開孔補強中的應用現(xiàn)狀。重點研究了可靠性理論中的應力—強度分布干涉模型。利用現(xiàn)有的國家標準和常規(guī)設計方法,結合可靠性設計方法,對壓力容器的開孔進行了補強設計。該設計方法假設所有隨機變量均為正態(tài)分布,獲得與一定可靠度對應的聯(lián)結系數(shù),基于此建立了可靠性設計的數(shù)學模型。通過計算實例證明,利用該模型計算出的補強厚度與常規(guī)設計方法相比,既節(jié)省材料,又定量地反映出壓力容器補強的可靠程度。最后,應用有限元軟件,分別對薄壁容器和厚壁容器開孔補強進行了模擬應力分析,驗證了該補強模型的正確性;同時,也說明了可靠性方法無論在經(jīng)濟上還是功能上都能滿足壓力容器的設計需要。
【圖文】：

σ= σ σ=1.4.1平板開小圓孔的應力集中如圖1.1所示，在一塊無限大平板上開直徑為2a圓孔，并沿板的某一方向的兩邊受均勻拉力q，則板 中應力分量的彈性力學解為： = + =+ += + +θ τσθσθ ]sin223[12]cos23[12(1)2]cos243[12(1)24422222442222rrarqrqarqararqarqar(1-1)q——半邊均勻拉力，MPa；r——離坐標原點o的半徑位置， mm ；θ ——離坐標軸的角度位置；θσ ——沿開孔圓周方向的應力，MPa；rσ ——沿開孔半徑方向的應力，，MPa；θτr——剪應力

而在拉伸方向的經(jīng)向方向，應力最小。如圖1.2，雙向拉伸下平板上承受兩向應力，孔邊緣的應力情況可根據(jù)上述單向受力情況疊加法求得在 θ =0、π 截面，即平行于1q 方向又垂直于2q 方向，則 = + = + +++ = 03325322322322344222224422123442222244221θθτσσrrrarqararqararqararqa（1-4）在開孔邊緣， r = a處max21==3q qθσ σ， =0rσ ， =0θτr同理，在2πθ = ±截面
【學位授予單位】：大慶石油學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH49

【引證文獻】

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1 曲忠奎;郭磊;王楓;張倩;;壓力管道設備開孔補強計算方法探討[J];石油化工設備;2011年S1期

本文編號：2644415