压力容器强度结构与应力分析

压力容器强度结构与应力 分析

压力容器强度结构与应力分析

第一节 第二节

压力容器设计技术概述 压力容器常规设计技术

压力容器强度结构与应力分析

第一节 压力容器设计技术概述一、压力容器的失效模式 二、压力容器设计准则的发展

第一节

压力容器设计技术概述

一、容器的失效模式 容器设计的核心问题是安全。 压力容器设计技术的近代进展时基本的出发点也是安全。 容器的安全就是防止容器发生失效。容器的传统设计思想实质上就是防止容 器发生“弹性失效”。 随着技术的发展，遇到的容器失效有各种类型， 针对不同的失效形式进而出现了不同的设计准 两种最基本的失效模式 则。在讨论这些设计技术进展之前有必要首先 弄清容器的各种形式的失效，尤其最基本的爆 破失效过程更需要弄清楚。下面就容器的韧性 韧性破坏 脆性破坏 爆破和脆性爆破过程先作一些阐述：

第一节

压力容器设计技术概述整体屈 服压力 爆破压力

(一) 容器的超压爆破过程 1.容器的韧性爆破过程 一台受压容器，如果材料 塑性韧性正常，设计正确， 制造中未留下严重的缺陷， 加压直至爆破的全过程一般 属于韧性爆破过程。韧性爆 破的全过程可以用图示容器 液压爆破曲线OABCD来说明， 加压的几个阶段如下：

(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)

第一节

压力容器设计技术概述

(一) 容器的超压爆破过程 (1)弹性变形阶段 见OA,随 着进液量(即体积膨胀量)的 增加，容器的变形增大，内 压随之上升。这一阶段的基 本特征是内压与容器变形量 成正比，呈现出弹性行为。 A点表示内壁应力开始屈服， 或表示容器的局部区域出现 屈服，整个容器的整体弹性 行为到此终止。

(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)

第一节

压力容器设计技术概述

(一) 容器的超压爆破过程 (2)屈服变形阶段 AB段，容器 从局部屈服到整体屈服的阶段， 以内壁屈服到外壁也进入屈服的 阶段。B点表示容器已进入整体 屈服状态。如果容器的钢材具有 屈服平台，这阶段包含塑性变形 越过屈服平台的阶段，这是一个 包含复杂过程的阶段，不同的容 器、不同的材料，这一阶段的形 状与长短不同。

(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)

第一节

压力容器设计技术概述

(一) 容器的超压爆破过程 (3)变形强化阶段 BC段，材料 发生塑性变形不断强化，容器承 载能力不断提高。但体积膨胀使 壁厚减薄，承载能力下降。两者 中强化影响大于减

薄影响，强化 提高承载能力的行为变成主要因 素。强化的变化率逐渐降低，到 C点时两种影响相等，达到总体 “塑性失稳”状态，承载能力达 到最大即将爆破，此时容器已充 分膨胀。

(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)

第一节

压力容器设计技术概述

(一) 容器的超压爆破过程 (4)爆破阶段 在CD段，减薄的影 响大于强化的影响，容器的承载 能力随着容器的大量膨胀而明显 下降，壁厚迅速减薄，直至D点 而爆裂。

(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)

第一节

压力容器设计技术概述爆破压力

(一) 容器的超压爆破过程 C点的内压力为爆破压力，正 常韧性爆破的容器，爆破的体积 膨胀量(即进液量)在容器体积的 10%以上，该值越高，容器的韧 性越好，材料的塑性韧性和制造 质量都很好，该容器在设计压力 下很安全。承受的压力，爆破压 力越高，爆破压力与设计压力的 比值越大则越安全。

(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)

第一节(一) 容器的超压爆破过程

压力容器设计技术概述韧性破坏-照片

第一节2.容器的脆性爆破过程

压力容器设计技术概述

现象：低应力，体积变形很小，无明 显塑性变形 危害：无征兆、很多产生碎片、带来 灾难性后果 原因：1)材料很脆，2)有严重缺陷

第一节

压力容器设计技术概述

2.容器的脆性爆破过程 容器的脆性爆破过程如图中OA’, (或OA”)曲线。这种爆破指容器在加 压过程中没有发生充分的塑性变形鼓 胀，甚至尚未达到屈服的时候就发生 爆破。爆破时容器尚在弹性变形阶段 至多是少量屈服变形阶段。

(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)

第一节

压力容器设计技术概述

2.容器的脆性爆破过程 脆性爆破的容器是由材料的脆性 (例如低温下的脆性),或是由于有严 重的焊接缺陷(例如裂纹)引起。也可 能两者同时起作用，既有严重缺陷又 遇材料变脆(如焊接热影响区的脆化 或容器长期在中高温度下服役致使材 料显著脆化)从而引起脆断。

(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)

第一节

压力容器设计技术概述

2.容器的脆性爆破过程 脆性爆破的容器由于体积变形量很 小，其安全裕量很少，应竭力防止。 发生脆断，容器爆裂出碎片飞出，产 生极大的危害，带来灾难性的 …… 此处隐藏：597字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……