??? 3.1.3.保守。各類應(yīng)力的許用極限“已經(jīng)設(shè)定在保守的水平上”,因此總體上是一種偏保守的設(shè)計方法。
? ? 3.1.4.成熟。自1965年在ASME第Ⅲ卷正式頒發(fā)以來已經(jīng)應(yīng)用了49年,已被世界各國普遍采用,并公認(rèn)為先進(jìn)的壓力容器設(shè)計方法。正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn),應(yīng)力分類法仍然是當(dāng)今壓力容器分析設(shè)計的主流方法。雖然ASME新版和歐盟標(biāo)準(zhǔn)都擴(kuò)充了基于彈塑性分析的新方法,但都并列地推薦了應(yīng)力分類法,而不是“不推薦采用基于應(yīng)力分類的分析設(shè)計方法”。
? ? 目前在工程上真正應(yīng)用ASME新版進(jìn)行設(shè)計的實(shí)例尚未見報道,由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的缺乏和對新的設(shè)計方法沒有研究清楚,國際上的知名工程公司均不允許在工程上直接采用ASME新版,仍然沿用ASME老版進(jìn)行設(shè)計。
? ? 3.2.用于應(yīng)力分類的等效線性化處理方法
? ? ASME新版和歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN在全面繼承應(yīng)力分類法的基本思想和基本規(guī)則的同時,還對其實(shí)施方法作出了如下關(guān)鍵性的增補(bǔ):
? ? 3.2.1.把經(jīng)濟(jì)、有效且已被工程界廣泛采用的數(shù)值(有限元)分析方法作為分析設(shè)計的主要手段引入應(yīng)力分類法,并規(guī)范了具體實(shí)施步驟。
? ? 3.2.2.明確肯定了有限元計算結(jié)果的等效線性化處理方法,用較多的篇幅給出了詳細(xì)論述。
? ? 關(guān)于線性化處理得到的非線性應(yīng)力是否是峰值應(yīng)力的問題,ASME新版中明確表示“應(yīng)力分量沿貫穿壁厚的應(yīng)力分類線(SCL)積分,以確定薄膜和彎曲應(yīng)力分量。峰值應(yīng)力分量可以直接利用本方法通過將總應(yīng)力分布減去薄膜加彎曲應(yīng)力分布而得到”。
? ? 分析設(shè)計中應(yīng)力分類及其應(yīng)用
? ? 壓力容器在外載荷作用下,滿足了平衡條件與變形協(xié)調(diào)條件后,容器各個部件中的應(yīng)力按其性質(zhì)分為以下三類:
? ? 4.1.一次應(yīng)力
? ? 一次應(yīng)力是因外載荷作用而在容器部件中產(chǎn)生的正應(yīng)力或剪應(yīng)力。它沒有“自限性”,它的基本特點(diǎn)是當(dāng)它超過材料屈服極限時將產(chǎn)生過渡的變形而破壞。一次應(yīng)力又分總體薄膜應(yīng)力、一次彎曲應(yīng)力和局部薄膜應(yīng)力。例如承受內(nèi)壓圓筒的器壁中的環(huán)向應(yīng)力即為總體薄膜應(yīng)力;平封頭或頂蓋中央部分在內(nèi)壓作用下產(chǎn)生的應(yīng)力即為一次彎曲應(yīng)力;殼體在固定支座或接管處由外載荷和力矩產(chǎn)生的應(yīng)力為局部薄膜應(yīng)力。
? ? 4.2.二次應(yīng)力
? ? 二次應(yīng)力是由于容器部件的自身約束或相鄰部件的約束而產(chǎn)生的正應(yīng)力或剪應(yīng)力。它的基本特點(diǎn)具有“自限性”,即局部屈服和小量變形就會使約束緩和、變形協(xié)調(diào),只要不反復(fù)加載,二次應(yīng)力不會引起容器結(jié)構(gòu)破壞。
? ? 4.3.峰值應(yīng)力
? ? 峰值應(yīng)力是因局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)或形狀突變引起的局部應(yīng)力集中,它具有最高的應(yīng)力值。它的基本特點(diǎn)具有“自限性”和“局部性”,峰值應(yīng)力不會引起容器明顯的變形。

? ? 總而言之，在壓力容器得到了廣泛使用的同時，我們要更加重視對其進(jìn)行分析，深入分析其設(shè)計過程中需要注意的問題，以不斷提高壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計的水平。
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