【摘要】： 本文針對(duì)壓力容器中邊緣應(yīng)力區(qū)域的局部減薄問(wèn)題,將減薄區(qū)域簡(jiǎn)化為橢球缺形凹坑,采用有限元分析方法,分析了接管—圓筒體(Ⅰ模型)和封頭—圓筒體(Ⅱ模型)兩種典型情況下的局部應(yīng)力場(chǎng),研究了凹坑尺寸與相對(duì)位置對(duì)凹坑表面應(yīng)力分布以及應(yīng)力集中系數(shù)的影響。計(jì)算結(jié)果表明:對(duì)于Ⅰ模型,凹坑表面的應(yīng)力水平隨凹坑的長(zhǎng)軸和深度的增加而增加,隨著距連接邊緣的距離增加而減小;對(duì)于Ⅱ模型,凹坑表面的應(yīng)力隨深度和距連接邊緣的距離的增加而增加,隨長(zhǎng)軸的增加而逐漸減小。 通過(guò)對(duì)凹坑表面應(yīng)力集中系數(shù)的計(jì)算結(jié)果分析,得到影響凹坑表面應(yīng)力集中系數(shù)的主要因數(shù)有凹坑坡度(C/A)、凹坑的相對(duì)厚度(C/T)和凹坑的相對(duì)位置(D/Ln和凹坑的長(zhǎng)軸平行或垂直于筒體的軸向以及位于筒體的內(nèi)外表面),并給出了在兩個(gè)連接邊緣應(yīng)力區(qū)凹坑表面應(yīng)力集中系數(shù)的計(jì)算公式。 本文還討論了凹坑尺寸和相對(duì)位置對(duì)凹坑處的薄膜應(yīng)力、薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力,以及凹坑處極限載荷的影響規(guī)律。根據(jù)極限載荷分析結(jié)果,討論了《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》第40條中的無(wú)量綱參數(shù)G0在邊緣應(yīng)力區(qū)的判據(jù),提出當(dāng)G00.026時(shí),位于邊緣應(yīng)力區(qū)的凹坑在允許的范圍內(nèi),為修訂G0的使用范圍提供了依據(jù)。
【圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述- 3-緣應(yīng)力，如圖1-1所示。（a）為接管和殼體連接處的邊緣應(yīng)力，（b）為筒體和封頭連接處的邊緣應(yīng)力。（a）接管和筒體的連接 （b）筒體與封頭的連接圖1-1 常見(jiàn)的連接邊緣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.1-1 the sketch of general boundary stress region邊緣應(yīng)力與薄膜應(yīng)力有著本質(zhì)區(qū)別。薄膜應(yīng)力是由介質(zhì)壓力引起的，而邊緣應(yīng)力是由相聯(lián)處變形不協(xié)調(diào)而引起的附加應(yīng)力。因此在邊緣處如圖1-1（b）所示有一附加彎矩M0，由此產(chǎn)生的邊緣應(yīng)力有明顯的衰減特性，僅局限于邊緣處,帶有局部性。另外，由于連接處的變形相互約束，相互限制，所以邊緣應(yīng)力表現(xiàn)出的另一個(gè)特點(diǎn)是它具有自限性。容器邊緣應(yīng)力的大小與容器材料、封頭形狀、筒體與接管的尺寸等因素有關(guān)。對(duì)于簡(jiǎn)單形狀和簡(jiǎn)單載荷的壓力容器，邊緣應(yīng)力的理論計(jì)算，工程上一般采用一種比較簡(jiǎn)便的解法，該法將殼體的解分，為兩部分，一是薄膜解；二是有力矩解，即在殼體不連續(xù)部位切開(kāi)后的自由邊界上受到邊緣力和邊緣力矩作用時(shí)的有力矩理論的解。將上述兩種解疊加就可以得到保持總體模型連續(xù)的最終解[10]。這一分析方法理論上雖然思路清晰

e．對(duì)于圓柱殼和錐殼壁厚大于0.2倍直徑、對(duì)于球殼壁厚大于0.2倍的直徑的厚壁容器。規(guī)范中給出壁厚減薄驗(yàn)收準(zhǔn)則的曲線圖如圖1-4所示。評(píng)定時(shí)計(jì)算兩項(xiàng)評(píng)定參數(shù)，，即減薄區(qū)的長(zhǎng)度與特征長(zhǎng)度之比和減薄區(qū)剩余壁厚平均值與計(jì)算壁厚之比。只要在圖1-4中找到達(dá)兩個(gè)評(píng)定參數(shù)的交點(diǎn)，如果是交點(diǎn)位于曲線的上部，則驗(yàn)收通過(guò)，否則不通過(guò)。此方法非常適合于工程應(yīng)用。圖 1-4 局部減薄評(píng)定圖Fig.1-4 the map of localized wall thinning evaluation規(guī)范中引入的特征長(zhǎng)度為：
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：TH49

【引證文獻(xiàn)】

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1 王澤軍;球形儲(chǔ)罐局部消應(yīng)力熱處理的機(jī)理與效果評(píng)價(jià)研究[D];天津大學(xué);2007年

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1 張園;氨合成塔多層包扎式筒體應(yīng)力分析研究[D];西南石油大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2604031