叢方龍，周 健

（大連金州重型機器集團有限公司，遼寧大連 116100）

壓力容器應力分析設計方法的進展研究

叢方龍，周 健

（大連金州重型機器集團有限公司，遼寧大連 116100）

作為一種常見的工業(yè)特種設備，壓力容器的設計與制造，都有著相應的規(guī)范與標準。針對目前的實際情況來看，壓力容器的設計主要包括兩種方法，一種是依據(jù)規(guī)范所作出的“常規(guī)設計”；第二種則是根據(jù)應力分析所進行的“分析設計”。在進行實際的應力分析設計過程中，應當以應力分析報告為依據(jù)，并充分借助于近代分析計算工具與相應的實驗技術，來提高設計的科學性與可靠性。此外，通過分析設計，可以有效降低安全系數(shù)，有效降低了材料的應用，運輸費用。以壓力容器應力分析設計方法作為研究中心進行了討論，旨在為相關人士提供一定參考。

壓力容器；設計標準；應力分析

工業(yè)的快速發(fā)展促進了相關設備設計、制造技術的提升。壓力容器作為工業(yè)中應用比較廣泛的一種設備，無論是設計還是制造，都需要根據(jù)相關的標準與規(guī)范進行，現(xiàn)階段，我們在進行壓力容器的設計過程中，所采用的標準主要包括以下兩種類型，一種是依據(jù)規(guī)范所作出的“常規(guī)設計”；第二種則是根據(jù)應力分析，所進行的“分析設計”。其中，常規(guī)設計主要以我國GB150《壓力容器》標準和美國ASME-Ⅷ-1《壓力容器建造》為代表的，而分析設計則主要以我國JB4732《鋼制壓力容器——分析設計標準》和美國ASME-Ⅷ-2《壓力容器建造——另一規(guī)則》為代表[1]。本文以應力分析設計方法作為中心進行了探討，以期為相關專業(yè)人士提供有效參考。

1 應力分析設計方 法

就針對于社會工業(yè)來說，壓力容器是一項非常重要的工具。其在發(fā)揮著重要作用的同時，也具有不可忽視的危險性，對于人員的生命安全存在較大的影響，并且往往會造成嚴重的后果。在這當中，我們所說的應力，指的是因為受到外界條件的影響，使得物體內(nèi)部的各個因素之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，并通過這種內(nèi)力，來抵抗外因的作用，使得物體在出現(xiàn)變形之后，能夠恢復到原先的位置，所以說，壓力容器的應力分析，是需要我們認真探討的問題。

從本質(zhì)上來講，應力分析設計方法主要是以應力分析為基礎的，其特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面∶①需要對壓力容器和相關部件作出詳細的彈性應力分析，并且，在進行實際的分析過程中，所采用的主要是數(shù)值計算、理論分析以及試驗測定等方法。②運用極限載荷，來對一次應力加以控制，并運用疲勞壽命控制最大總應力，這樣一來，就能夠有效的避免出現(xiàn)循環(huán)失效等問題。③需要根據(jù)相應的原則，來確定不用的危險系數(shù)，并以此來明確各類應力的最大極限值。

2 應力分類法

在進行實際的壓力容器應力分析設計過程中，應力分類法是其中一項非常重要的組成部分，其主要包含以下幾個方面的優(yōu)點∶首先，因為相關的設計人員對于該方法比較熟悉，運用起來也更加得心應手。其次，在使用有限元軟件的基礎上，我們可以對任何形式或者結(jié)構(gòu)的壓力容器來作出相應的應力分析，所以其具有通用性特征。從某種意義上來說，在應力分類法的等效線性化處理當中，還新增加了一些關鍵性的內(nèi)容∶一方面，其開始將經(jīng)濟有效的數(shù)值分析法，充分的運用在了分析設計方法當中，并對實施步驟進行了明確的規(guī)范。另一方面，其在實際的應用過程中，也還存在著各種問題。

3 應用有限元分析軟件開展應力分析

就針對于傳統(tǒng)的壓力容器來說，其所運用的設計方法，主要就是把簡單計算出來的玩去應力或者薄膜應力，與許用應力進行對比分析，并以此來進行壁厚的設計。這樣一來，雖然能夠有效的降低程序的復雜性，但是實際的結(jié)果常常難以滿足受力需要。在實際的工作條件下，壓力容器不但會受到一次薄膜應力，同時也會受到熱應力，彎曲應力等。因此，在壓力容器的分析方法當中，數(shù)值分析法是非常重要的一種分析方法。就針對于應力來說，其主要包括一次應力、二次應力與峰值應力三個部分。在這當中，一次應力主要是指在外荷載基礎上，為了能夠滿足基本的平衡條件，所引起的法向應力與剪應力。而二次應力則主要指容器的相鄰部件或者內(nèi)部部件之間因為約束作用所引起的法向應力與剪應力。

4 結(jié)束語

在工業(yè)領域中，壓力容器是一種常見的設備。在長期的社會發(fā)展過程中，隨著技術的不斷強化，已經(jīng)廣泛地應用在日常生活中，并發(fā)揮著不可小覷的作用。因此，不管是壓力容器的設計還是制造，都已經(jīng)受到了社會的極大關注。因此，在進行實際的設計過程中，要求設計者必須要對各種設計方法有一個充分的掌握，并不斷地積累經(jīng)驗，在滿足目標的要求下，提出更加優(yōu)化的可行性方案，來方便其進行更好的評價與分析，并以此找出最好的設計方案。

[1] 陸明萬，壽比南，楊國義.壓力容器應力分析設計方法的進展和評述[J].壓力容器，2009，（10）∶34-40.

Research Progress of Stress Analysis and Design Method for Pressure Vessel

Cong Fang-long，Zhou Jian

As a kind of common industrial special equipment，pressure vessel design and manufacture，have the corresponding norms and standards.As for the current actual situation，the pressure vessel design mainly includes the following two methods，one is based on the standard made by “conventional design”；the second is based on the stress analysis，design and analysis of “”.In the stress analysis of the actual design process，we should stress on the basis of analysis report，and make full use of modern technology to analysis and calculation and the corresponding experimental tools，to improve the scientificity and reliability of the design.In addition，through the analysis and design，can effectively reduce the safety factor，effectively reducing the application of materials，transportation costs.This paper discusses the design method of stress analysis of pressure vessel as the research center.

pressure vessel；design standard；stress analysis

TH49

B

1003-6490（2017）02-0103-01

2017-02-02

叢方龍（1988—），男，內(nèi)蒙古寧城人，助理工程師，主要研究方向為壓力容器設計。