压力容器分析设计2

压力容器设计基础

压力容器设计基础 压力容器设计基础 一、基本概念 压力容器的设计，就是根据给定的性能要求、工艺参数和操作条件，确定容器的结构型式，选择合适的材料，计算容器主要受压元件的尺寸，最后给出容器及其零部件的图纸，并提出相应的技术条件。正确完整的设计应达到保证完成工艺生产。正确完整的设计应达到保证完成工艺生产，运行安全可靠，保证使用寿命、制造、检验、安装、操作及维修方便易行，经济合理等要求。压力容器设计中的关键问题是力学问题，即强度、刚度及稳定性问题。在本节中，主要讨论压力容器设计中的有关强度问题。 所谓强度，就是结构在外载荷作用下，会不会因应力过大而发生破裂或由于过度性变形而丧失其功用。具体来讲，就是在外载荷作用下，容器结构内产生的应力不大于材料的许用 应力值，即： ζ≤K〔ζ〕t （1） 这个式子就是强度问题的基本表达式。压力容器的设计计算就是围绕这一关系式而进行 的。 公式（1）中的左端项是结构内的应力，它是人们最为关心的问题。求解结构的应力状态，它们的大小，是一个十分复杂的问题，常用的方法有解法（如弹性力学法、弹型性分析法等）、试验法（如电阻应变计测量法、光弹法、云纹法等）及数值解法（如有限元法、边界元法等）。应用这些方法可以精确或近似地求出结构的应力，然而，每一种结构的应力都有其特殊性，目前可求解的只是问题的绝大部分，仍有许多复杂结构的应力分析有等人们进一步探讨。求出结构内任一点的应力后，所遇到的问题就是怎样处理这些应力。一点的应力状态最多可含有6个应力分量，哪个应力起主要作用，这些应力对失效起什么作用，对它们如何控制才不致发生破坏，解决这一问题，就要选择相应的强度理论计算当量应力，以便与单向拉伸试验得到的许用应力相比较，将应力控制在许可的范围内。 公式（1）中的右端项是强度控制指标，即材料的许用应力。它涉及到材料强度指标（如抗拉强度ζb、屈服强度ζs 等）的确定及安全系数的选用等问题。当采用常规设计法，且只考虑静载问题时，系数K=1.0；如果考虑动载荷，或采用应力分析设计法，K≥1.0，此时 设计计算将更加复杂。 把强度理论（公式(1)）具体应用到压力容器专业，就称这为压力容器的强度理论，它又增加了一些具体的规定和特殊要求，由此产生了一系列容器的设计规定和标准等。 1、强度理论及其应用 在对结构进行强度分析时，要对危险点处于复杂应力状态的构件进行强度计算，首先要知道是什么因素使材料发生某一类型破坏的。长期以来，人们根据对材料破坏现象的分析，提出了各种各样的假说，认为材料的某一类型破坏现象是由哪些因素所引起的，这种假说通常就称为强度理论。一种类型的破坏是脆性断裂破坏，第Ⅰ、Ⅱ强度理论依据于它；一种类型的破坏是型性流动破坏，第Ⅲ、Ⅳ强度理论以此为依据。 建立强度理论的目的就是要找出一种材料处于复杂应力状态下强度条件，即使是什么样的条件材料不会破坏失效。根据不同的强度理论可以得到复杂应力状况下三个元应力的某种组合，这种组合应力ζxd和轴向拉伸时的单向拉应力在安全程度上是相当的，具有可比性，可以与单向屈服应力相比较而得出强度条件，因此，通常称ζxd为相当应力或当量应力。

低温压力容器设计要点

低温压力容器 目前我国没有专门的低温压力容器标准，JB4732都不划分低温与常温的温度界限。 ★低温管壳式换热器见GB151-1999附录A ★低温压力容器见GB150.3-2011附录E(老版150为附录C) ●为什么低温压力容器需要关注： 温度低，材料的韧性降低，会产生低温脆性破坏，而低温脆性破坏前应力远未到达材料的屈服极限（或许用应力），破坏时没有明显的征兆，所以低温压力容器的设计、选材、制造和检验等各个环节要求都有不同程度的提高。 ●低温压力容器的定义 设计温度为＜－20℃(新标准GB150-2011第3.1.15条定义，老标准为≤－20℃)的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器，以及设计温度低于-196℃的奥氏体不锈钢制容器。 相关两个定义 ●最低设计金属温度（MDMT） GB150.1-2011第4.3.4d条：在确定最低设计金属温度时，应

当充分考虑在运行过程中，大气环境低温条件对容器金属温度的影响。大气环境低温条件系指历年来月平均最低气温（指当月各天的最低气温值之和除以当月天数）的最低值。 ●低温低应力工况 GB150.3-2011附录E第E1.4条：低温低应力工况系指壳体或其受压元件的设计温度虽然低于-20℃，但设计应力（在该设计条件下，容器元件实际承受的最大一次总体薄膜和弯曲应力）小于或等于钢材标准常温屈服强度的1/6，且不大于50Mpa时的工况。（注：一次应力为平衡压力与其他机械载荷所必须的法向应力或且应力） 这个定义与老标准有差别，设计应力与环向应力的区别，用设计应力更严谨。 新标准明确了在进行容器的“低温低应力工况”判定时，除了对壳体元件进行一次总体薄膜应力的核定外，还应对承受一次弯曲应力的容器元件进行考查，如平封头、管板、法兰等。 ●关于低温低应力工况下，选材按照设计温度加50℃（或者，加40℃）的规定 GB150.3-2011附录E第E2.2条：当壳体或受压元件使用在“低温低应力工况”下，可以按设计温度加50℃（对于不要求焊后热处理的设备，加40℃）后的温度值选择材料，但不适用于：

浅析压力容器分析设计的塑性措施

引言 《压力容器》“压力容器应力分析设计方法的进展和评述”中曾介绍和评述了压力容器分析设计的弹性应力分析方法（又称应力分类法）的最新进展。本文将进一步介绍和评述压力容器分析设计的塑性分析方法，包括ASME的极限载荷分析方法、弹塑性应力分析方法和欧盟的直接方法等。 压力容器设计是一个创新意识非常活跃的工程领域，它紧跟着科学技术的发展而不断地更新设计方法。随着弹性理论、板壳理论和线性有限元分析方法的成熟，20世纪60年代，压力容器界提出了基于弹性应力分析和塑性失效准则的“弹性应力分析设计方法”。进入21世纪后，由于塑性理论和非线性有限元分析方法的日趋成熟，欧盟标准和ASME规范又先后推出了压力容器的塑性分析设计方法。其中涉及许多新的基本概念和新的分析方法，需要我们及时学习领会和消化吸收，以提高我们的分析设计水平，并结合国情进一步修订我国的压力容器设计规范。 ASME和欧盟的新规范都是以失效模式为主线来编排的。ASME考虑了以下4种模式： （1）防止塑性垮塌。对应于欧盟的“总体塑性变形(GPD)”失效模式。 （2）防止局部失效。 （3）防止屈曲（失稳）垮塌。对应于欧盟的“失稳（I）”失效模式。 （4）防止循环加载失效。对应于欧盟的“疲劳（F）”和“渐增塑性变形（PD）”2种失效模式。 欧盟还考虑了“静力平衡（SE）”失效模式，即防止设备发生倾薄。 文中讨论的塑性分析设计方法主要应用于防止塑性垮塌和防止局部失效2种情况。 1、极限载荷分析法 在一次加载情况下，结构的失效是一个加载历史过程，即随着载荷的增加从纯弹性状态到局部塑性状态再到总体塑性流动的失效状态。对无硬化的理想塑性材料和小变形情况，结构进入总体塑性流动时的状态称为极限状态，相应的载荷称为极限载荷。此时，结构变成几何可变的垮塌机构，将发生不可限制的塑性变形，因而失去承载能力。 一般的弹塑性分析方法都要考虑上述复杂的加载历史过程，但极限载荷分析法（简称极限分析）则另辟蹊径，跳过加载历史，直接考虑在最终的极限状态下结构的平衡特性，由此求出结构的承载能力（即极限载荷）。它是塑性力学的一个

ANSYS在压力容器应力分析优化设计中的应用

ANSYS在压力容器应力分析优化设计中的应用 刘金纯 抚顺石油化工设计院 113006 摘要压力容器应力分析设计法正在我国石油、化工等行业得到迅速地普及和发展。应用ANSYS软件提供的参数化设计语言和优化设计等高级分析技术，我们可以采用一种新的“结构 优化法”进行压力容器的应力分析设计。该方法具有设计计算周期短、工作量小等优点，具有应 用推广价值。 关键词ANSYS 压力容器 应力分析 优化设计 1 前言 随着我国压力容器设计观点、设计方法和设计标准的不断更新，以及电子计算机技术的快速发展，应用有限元分析程序对压力容器进行分析设计这一先进的设计方法正在石油、化工、核工业等行业的设备设计工作中，得到迅速的推广。在众多可用的通用和专用有限元软件中，ANSYS做为最通用有效的有限元软件之一，也在压力容器的应力分析设计中得到了广泛应用。 应用有限元分析程序进行压力容器应力分析的标准过程都是根据设计条件，用解析计算方法或根据经验值确定容器的初始结构尺寸，按照该结构尺寸用有限元程序建模、求解，再对得出的应力分析结果进行强度评定。如果强度评定不合格则根据设计者的经验对初始尺寸进行修改，然后再次建模、求解，进行强度评定，如此反复，直至强度评定合格为止。用这种方式进行压力容器的应力分析设计存在以下一些不足： 1.设计人员工作量大，设计计算的时间周期长；特别是模型较复杂或修改较多时，更是 如此； 2.对设计人员的工作经验要求比较高，同一台容器，不同的人员设计，往往会得到差异 较大的不同结果； 3.对容器各部分，尤其是形状比较复杂部位结构尺寸的确定往往偏于保守，造成材料浪 费。 现在，利用ANSYS程序提供的参数化设计语言（ADPL）和优化设计等高级分析技术，我们可以采用一种“结构优化法”进行压力容器的分析设计和结构优化。所谓的“结构优化法”，就是以应力强度S I、SⅡ、SⅢ、SⅣ满足设计标准要求的应力强度控制值作为约束条件，通过ANSYS的优化设计功能，求得使容器重量最小的容器结构尺寸。它与一般方法的主要区别是将以往由人工确定初始结构尺寸变为由软件通过计算自动确定，并且软件给出的这些结构尺寸是满足应力强度控制条件的优化值。 2 “结构优化法”的基本过程 “结构优化法”的基本过程如图一所示。 在这一过程中，为简化计算和便于各应力强度的控制，将容器结构参数的优化分为“优化容器基本结构参数”和“优化容器局部结构参数”两个步骤来进行。容器基本结构是组成容器壳体结构的筒体、封头、接管、管板等基本板壳部件（简称元件）。容器基本结构参数指的是在不考虑应力集中和边缘效应的情况下，元件的结构尺寸。“优化容器基本结构参数”是以参数化建模的方式分别分析计算各个元件在设计外载作用下，不受其它元件约束，可以自由变形时的应力分布。然后，选取可能出现最大一次整体薄膜应力（P m），最大一次薄膜

压力容器设计方法分析对比.docx

压力容器设计方法分析对比 目前我国压力容器设计所采用的标准规范有两大类：一类是常规设计标准，以GB150-2011《压力容器》标准为代表；另一类是分析设计,以JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》为代表。两类标准是相互独立的、自成体系的、平行的压力容器规范, 绝对不能混用, 只能依据实际的工程情况而选其一。 设计准则比较 常规设计主要依据是第一强度理论，认为结构中主要破坏应力为拉应力，限定最大薄膜应力强度不超过规定许用应力值，当结构中某最大应力点一旦进入塑性, 结构就丧失了纯弹性状态即为失效。常规设计是基于弹性失效准则,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件的设计计算公式。一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力，对于边缘应力及峰值应力等局部应力一般不作定量计算，如对弯曲应力。 分析设计的主要依据是第三强度理论，认为结构中主要破坏应力为剪切力。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹塑性失效”的设计准则，对容器的各种应力进行精确计算和分类。对不同性质的应力, 如：总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力等；同时还考虑了循环载荷下的疲劳分析, 在设计上更合理。 标准适用范围对比 常规设计标准GB150-2011适用于设计压力大于或等于且小于35MPa，及真空度高于。对于设计温度，GB150-2011规定为-269℃-900℃，是按钢材允许的使用温度确定设计温度范围, 可高于材料的蠕变温度范围。 " 分析设计标准JB4732-1995适用于设计压力大于或等于且小于100MPa，及真空度高于。对于设计温度，JB4732-1995 将最高的设计许用温度限制在受钢材蠕变极限约束的温度。 应力评定对比 常规设计标准GB150-2011，采用统一的许用应力，如容器筒体，是采用“中径公式”进行应力校核，最大应力满足许用应力即可。 分析设计标准JB4732-1995的核心是将压力容器中的各种应力加以分类，根据所考虑的失效模式比较详细地计算了容器及受压元件的各种应力。根据各种应力本身的性质及对失效模式所起的不同作用予以分类如下： 一次应力

压力容器ansys有限元分析设计实例

ANSYS 应力分析报告Stress Analysis Report 学生姓名 学号 任课教师 导师

目录 一. 设计分析依据 (2) 1.1 设计参数 (2) 1.2 计算及评定条件 (2) 二. 结构壁厚计算 (3) 三. 结构有限元分析 (4) 3.1 有限元模型 (5) 3.2 单元选择 (5) 3.3 边界条件 (6) 四. 应力分析及评定 (7) 4.1 应力分析 (7) 4.2 应力强度校核 (8) 4.3疲劳分析校核 (11) 五. 分析结论 (11) 附录1设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(A) (12) 附录2设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(B) (13) 附录3设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(C) (14) 附录4设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(D) (16) 附录5设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(E) (17) 附录6设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(F) (19) 附录7设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(G) (20) 附录8设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(H) (21)

一. 设计分析依据 （1）《压力容器安全技术监察规程》 （2）JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005确认版） 1.1 设计参数 表1 设备基本设计参数 1.2 计算及评定条件 (1) 静强度计算条件 表2 设备载荷参数

注：在计算包括二次应力强度的组合应力强度时，应选用工作载荷进行计算，本报告中分别选用设计载荷进行进行计算，故采用设计载荷进行强度分析结果是偏安全的。 (2) 材料性能参数 材料性能参数见表3，其中弹性模量取自JB4732-95表G-5，泊松比根据JB4732-95的公式（5-1）计算得到，设计应力强度分别根据JB4732-95的表6-2和表6-6确定。 表3 材料性能参数性能 (3) 疲劳计算条件 此设备接管a 、c 上存在弯矩，接管载荷数据如表4所示。 表4 接管载荷数据表 二. 结构壁厚计算 按照静载荷条件，根据JB4732-95第七章（公式与图号均为标准中的编号）确定设备各元件壁厚，因介质密度较小，不考虑介质静压，同时忽略设备自重。 1.筒体厚度 因P c =2.97MPa<0.4KS m =0.4×1×134.8=53.92MPa ，故选用JB4732-95公式（7-1）计算筒体厚度： 计算厚度： c m i c P KS D P -=2δ=97 .28.134********.2-???=44.56mm

软件系统分析与设计DOC

第1章软件工程基础知识 1.1软件工程知识体系 ●软件需求（Software Requirements） ●软件设计（Software Design） ●软件构造（Software Construction） ●软件测试（Software Testing） ●软件维护（Software Maintenance） ●软件配置管理（Software Configuration Management） ●软件工程管理（Software Engineering Management） ●软件工程过程（Software Engineering Process） ●软件工程工具和方法（Software Engineering Tools and Methods） ●软件质量（Software Quality） 1.2软件生存周期与软件开发模型 ● 1.2.1 软件生存周期 ●Boehm定义的软件生存周期模型 ●GB 8566-1988定义的软件生存周期模型 ●GB/T 8566-1995定义的软件生存周期过程模型 ●GB/T 8566-2001定义的软件生存周期过程模型 ●UP定义的软件生存周期模型 ● 1.2.2 软件开发模型 ●瀑布模型（waterfall model） ●快速原型模型（rapid prototype model） ●演化模型（evolutionary model） ●增量模型（incremental model） ●螺旋模型（spiral model） ●喷泉模型（water fountain model） 1.3软件质量模型与软件质量管理 ● 1.3.1 软件质量模型 ●软件产品的内部质量、外部质量和使用质量 ●质量特性、质量子特性和度量 ●功能性：适宜性、准确性、互用性、依从性、安全性 ●可靠性：成熟性、容错性、可恢复性 ●可用性：可理解性、易学性、可操作性 ●效率：时间特性、资源特性 ●可维护性：可分析性、可修改性、稳定性、可测试性 ●可移植性：适应性、易安装性、一致性、可替换性 ● 1.3.2 软件质量管理 ●质量需求分析 ●质量计划 ●质量保证 ●质量控制 ●质量改进 ●软件质量管理体系

压力容器设计人员综合考试题及答案(二)

2013年压力容器设计人员综合考试题姓名：得分 一、填空（本题共20 分，每题2 分） 1 、当载荷作用时，在截面突变的附近某些局部小范围内，应力数值急剧增加，而离开这个区域稍远时应力即大为降低，趋于均匀，这种现象称为_应力集中。 点评：这是弹性力学的基本概念。常见于压力容器的受压元件。 2、在正常应力水平的情况下，Q245R 钢板的使用温度下限为-20℃。 点评：该题出自GB150.2，表4，考查设计人员对材料温度使用范围的掌握。 3、对于同时承受两个室压力作用的受压元件,其设计参数中的 计算压力应考虑两室间可能出现的最大压力差。 点评：考查设计压力与计算压力的概念，GB150 .1 4.3.3 规定。 4、焊接接头系数的取值取决于焊接接头型式_和无损检测长度比例。 点评：考查设计人员对焊接接头系数选取的理解。 5、整体补强的型式有：a. 增加壳体的厚度，b.厚壁管，c. 整体补强锻件__ 。 点评：GB150.3 6.3.2.2 的规定 6、椭圆封头在过渡区开孔时，所需补强面积A 的计算中，壳体的计算厚度是指椭圆封头的_ 计算_厚度。 点评：明确开孔部位不同，开孔补强计算所用的厚度不同，见公式5-1（P116），开孔位于。 7、奥氏体不锈钢制压力容器用水进行液压试验时，应严格控制水中的氯离子含量不超过 25mg/L 。试验合格后，应立即将水渍去除干净。 点评：见GB150.4 11.4.9.1 8、压力容器的对接焊接接头的无损检测比例，一般分为全部（100%）和局部（大于等20%）两 种。对碳钢和低合金钢制低温容器，局部无损检测的比例应大于等于50% 。 点评：《固容规》第4.5.3.2.1 条。 9、换热器设计中强度胀中开槽是为了增加管板与换热管之间的拉脱力而对管孔的粗糙度要求 是为了密封。 点评：考察设计者对标准的理解和结构设计要求的目的。 10、压力容器专用钢中的碳素钢和低合金钢钢材的P≤%、S ≤% 二、选择（本题共20 分，每题 2 分，以下答案中有一个或几个正确，少选按比例得分，选 错一个不得分） 1 、设计温度为600℃的压力容器，其壳体材料可选用的钢板牌号有a、b. a.S30408, b.S31608, c.S31603 点评：奥氏体不锈钢当温度超过525℃时，含碳量应不小于0.04%，超低碳不锈钢不能适用，因热强性下降，此题是考查此概念。 2 、外压球壳的许用外压力与下述参数有关b，d 。 a.腐蚀裕量 b.球壳外直径 c.材料抗拉强度 d.弹性模量 点评：本题为基本概念试题，考查影响许用外压力的的有关因素 3、外压计算图表中，系数A 是（a，c，d ）。 a. 无量纲参数 b. 应力 c. 应变 d 应力与弹性模量的比值

压力容器设计类别、级别划分

压力容器设计类别、级别的划分 第一章总则 第一条为了加强对压力容器压力管道设计单位的质量监督和安全监察，确保压力容器压力管道的设计质量，根据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》及《压力管道安全管理与监察规定》的有关规定和国务院赋予国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局）的职能，特制定本规则。 第二条从事压力容器压力管道设计的单位（以下简称设计单位），必须具有相应级别的设计资格，取得《压力容器压力管道设计许可证》（以下简称《设计许可证》，见附一）。 第三条设计类别、级别的划分: 一、压力容器设计类别、级别的划分： （一）A类： 1、A1级系指超高压容器、高压容器（结构形式主要包括单层、无缝、锻焊、多层包扎、绕带、热套、绕板等）； 2、A2级系指第三类低、中压容器； 3、A3级系指球形储罐； 4、A4级系指非金属压力容器。 （二）C类： 1、C1级系指铁路罐车； 2、C2级系指汽车罐车或长管拖车； 3、C3级系指罐式集装箱。 （三）D类: 1、D1级系指第一类压力容器； 2、D2级系指第二类低、中压容器。 （四）SAD类系指压力容器分析设计。 压力容器设计类别、级别、品种范围划分详见附二。 二、压力管道设计类别、级别的划分： （一）长输管道为GA类，级别划分为： 1、符合下列条件之一的长输管道为GA1级： （1）输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P 〉1.6Mpa的管道；

（2）输送有毒、可燃、易爆液体介质，输送距离（指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离）≥200km且管道公称直径DN ≥300 mm 的管道； （3）输送桨体介质，输送距离≥50km且管道公称直径DN≥150mm的管道； 2、符合下列条件之一的长输管道为GA2级： （1）输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P≤1.6Mpa的管道； （2）GA1（2）范围以外的管道； （3）GA1（3）范围以外的管道。 （二）公用管道为GB类，级别划分为： 1、GB1：燃气管道； 2、GB2：热力管道。 （三）工业管道为GC类，级别划分为： 1、符合下列条件之一的工业管道为GC1级： （1）输送GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》中，毒性程度为极度危害介质的管道； （2）输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P≥4.0MPa的管道； （3）输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P≥4.0MPa且设计温度大于等于400℃的管道； （4）输送流体介质且设计压力P≥10.0Mpa的管道。 2、符合下列条件之一的工业管道为GC2级： （1）输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P<4.0Mpa的管道； （2）输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P<4.0Mpa且设计温度大于等于400℃的管道； （3）输送非可燃流体介质，设计压力P<10.0Mpa且设计温度<400℃的管道。 第四条国家质检总局和省级质量技术监督部门（以下简称批准部门）负责《设计许可证》批准、颁发，并按分级管理的原则进行审批。 第五条对A类、C 类、SAD类压力容器和GA类、GC1级（含GA类+GB类，GC1 级+GB类，GA类+GC类，GA类+GB类+GC类等）压力管道设计单位的《设计许可证》，由国家质检总局批准、颁发。对D类压力容器和GB类、GC2级压力管道设计单位的《设计许可证》，由省级质量技术监督部门批准、颁发。

压力容器的疲劳分析及设计

压力容器的疲劳分析及设计 摘要：随着石油化工和其他工业的迅速发展，元件结构和载荷的日趋复杂，疲劳破坏成为压力容器失效的主要原因之一。尽管人们对疲劳问题已引起足够重视，但疲劳破坏事故仍然不断发生。所以，对压力容器疲劳问题进行研究具有重要的意义。 关键词：压力容器疲劳分析设计 一、背景 国际标准化组织（ISO）在1964年发表的报告《金属疲劳试验的一般原理》中对疲劳所做的定义是：“金属材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫做疲劳”这一描述也普遍适用于非金属材料。 对疲劳可以从不同的角度进行分类。在常温下工作的结构和机械的疲劳破坏取决于外载的大小。从微观上看，疲劳裂纹的萌生都与局部微观塑性有关，但从宏观上看，在循环应力水平较低时，弹性应变起主导作用，此时疲劳寿命较长，称为应力疲劳或高周疲劳；在循环加力水平较高时，塑性应变起主导作用，此时疲劳寿命较短，称为应变疲劳或低周疲劳，压力容器的疲劳就属于高应力底周期的疲劳。 二、材料疲劳缺陷产生的原因 压力容器发生疲劳破坏的时候，一般没有明显的塑性变形的标志出现，这是由于局部的高应力集中区应力的峰值超过了材料的屈服极限值，发生了晶粒滑移，随着载荷的不断往复作用，晶粒逐渐从高应力集中区分散开，从而产生了裂纹，这种裂纹不断扩大到整个集中区域最终产生疲劳断裂。 压力容器中产生疲劳断裂的区域有以下几个区域： 1.开孔接管区域，这边由于开孔之后，材料缺失，这部分及其容易形成应力集中区，从而导致产生疲劳缺陷。 2.支座连接区及封头连接区域，这部分是由于焊接之后，产生的各种问题，导致应力集中，同时在焊接的时候高温促进了晶粒的滑移速度的加快，这样更容易产生应力的集中，从而容易导致疲劳缺陷。 3.压力容器的总体区域，在这些区域中一些原始的缺陷：如焊接的残余应力，容器板材加工过程中的应力，都可能导致应力的集中，从而产生疲劳缺陷。 为了解决这些问题，需要在设计时，从各个方面来对这些问题进行处理。

常用结构分析设计软件之比较

常用结构软件比较 目前的结构计算程序主要有：PKPM系列（TAT、SATWE）、TBSA系列（TBSA、TBWE、TBSAP）、BSCW、GSCAD、 SAP系列。其他一些结构计算程序如ETABS等，虽然功能强大，且在国外也相当流行，但国内实际上使用的不多，故不做详细讨论。 一、结构计算程序的分析与比较 1、结构主体计算程序的模型与优缺点 从主体计算程序所采用的模型单元来说 TAT和TBSA属于结构空间分析的第一代程序，其构件均采用空间杆系单元，其中梁、柱均采用简化的空间杆单元，剪力墙则采用空间薄壁杆单元。在形成单刚后再加入刚性楼板的位移协调矩阵，引入了楼板无限刚性假设，大大减少了结构自由度。 SATWE、TBWE和TBSAP 在此基础上加入了墙元，SATWE和TBSAP还加入了楼板分块刚性假设与弹性楼板假设，更能适应复杂的结构。SATWE提供了梁元、等截面圆弧形曲梁单元、柱元、杆元、墙元、弹性楼板单元（包括三角形和矩形薄壳单元、四节点等参薄壳单元）和厚板单元（包括三角形厚板单元和四节点等参厚板单元）。另外，通过与JCCAD的联合，还能实现基础-上部结构的整体协同计算。TBSAP提供的单元除了常用的杆单元、梁柱单元外，还提供了用以计算板的四边形或三角形壳元、墙元、用以计算厚板转换层的八节点四十八自由度三维元、广义单元（包括罚单元与集中单元），以及进行基础计算用的弹性地基梁单元、弹性地基柱单元（桩元）、三角形或四边形弹性地基板单元和地基土元。TBSAP可以对结构进行基础-上部结构-楼板的整体联算。 从计算准确性的角度来说 SAP84是最为精确的，其单元类型非常丰富，而且能够对结构进行静力、动力等多种计算。最为关键的是，使用SAP84时能根据结构的实际情况进行单元划分，其计算模型是最为接近实际结构。 BSCW和GSCAD的情况比较特殊，严格说来这两个程序均是前后处理工具，其开发者并没有进行结构计算程序的开发。但BSCW与其计算程序一起出售，因此有必要提一下。BSCW一直是使用广东省建筑设计研究院的一个框剪结构计算软件，这个程序应属于空间协同分析程序，即结构计算的第二代程序（第一代为平面分析，第二代为空间协同，第三代为空间分析）。GSCAD则可以选择生成SS、TBSA、TAT或是SSW的计算数据。SS和SSW均是广东省建筑设计研究院开发的，其中SS采用空间杆系模型，与TBSA、TAT属于同一类软件；而SSW根据其软件说明来看也具有墙元，但不清楚其墙元的类型，而且此程序目前尚未通过鉴定。 薄壁杆件模型的缺点是： 1、没有考虑剪力墙的剪切变形。 2、变形不协调。

2020年压力容器设计人员考试大纲

（情绪管理）压力容器设计人员考试大纲

压力容器设计人员考核大纲 (2012) SummaryofCheckingContentforDesignerandApproverofPressu reVesselDesign 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 2012年02月20日 目录 第壹章总则 (1) 第二章常规设计审批人员考试内容 (1) 第三章分析设计人员考试内容 (4) 第四章附则 (5) 压力容器设计人员资格考试大纲 第一章总则 第壹条为规范压力容器设计人员资格考试工作，依据为国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局颁布的TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》（以下简称规则）及全国锅炉压力容器标准化技术委员会制定的《压力容器设计人员考试规则》（2012），制定本规则。 第二条本规则适用于A、C、D类压力容器设计（以下称常规设计）审批（含审核、审定人）人员及SAD类压力容器分析设计（以下称分析设计）设计人、审批人的考核工作。

第二章常规设计审批人员考试内容 第三条A、D类压力容器设计审批人考试内容： （壹）理论考试要求： 1．应熟悉压力容器设计关联的基本基础知识，包括材料、结构、力学基础、设计计算方法、热处理、腐蚀、焊接、无损检测等； 2．应熟练掌握压力容器设计关联的法规、安全技术规范、标准、文件；3．能够正确解决压力容器设计、制造中常见的实际工程问题； 4．熟悉且及时掌握压力容器行业关联的标准信息 （二）关联的安全技术规范文件： TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》等 （三）关联的标准规范： GB150.1~GB150.4《压力容器》 GB151《管壳式换热器》 GB12337《钢制球形储罐》 GB50009《建筑结构载荷规范》 GB50011《建筑抗震设计规范》 JB/T4710《钢制塔式容器》

压力容器分析设计习题

第一章 1、固体力学有那几个基本假设？有何意义？ 答：a、均匀性假设 b、各向同性假设 c、连续性假设 d、小变形假设 e、完全弹性假设 2、什么叫弹性、弹性变形？ 答、结构受外载荷后产生变形，这些变形在载荷除去后又能回复到原状的特性称为弹性； 产生的这种能够回复的变形称为弹性变形！ 3、什么是载荷？什么是交变载荷？ 答：物体之间的相互机械作用叫做载荷，随时间做交替变换的载荷称作交变载荷 4、举出作用在压力容器上的表面力与体积力、约束反力是否是外力？ 答： 5、内力和应力有什么区别？求解应力的目的是什么？ 答：应力是用来衡量内力分布规律，求解应力就是为了控制它的大小，使结构不至发生破坏 6、什么是全应力、正应力和剪应力？给出确切的定义、并以图示之。 答： 7、截面法的含义与用途是什么？ 答：用截面法求出截面上与外力相平衡的内力素，再求出应力在该截面上各点的应力分布规律 8、在用截面法之前是否可以把外力沿力的作用线移动？试举例说明。 答：不可以 9、仅有位移是否能够描述某点的变形状态？为什么？ 答：不能，还需要转角，还有线应变和角应变 10、角位移和角应变有什么不同？ 答：角位移即转角，指物体内某一截面或者线段在物体变形后相对于初始形状所转过的角度称为角位移，角应变的定义是在物体变形前交与某点的两条互为90°的直线在变形后的所改变的角度。 11、通过截面内力素情况，定义杆件受载形式 12、内力系存在并且是唯一的条件是什么 答：需要满足平衡方程和变形连续条件。 第二章 1、在轴向拉伸与压缩时，垂直于杆轴截面上的应力如何分布？ 答：均匀分布。 2、对于比较细长的杆件，拉伸与压缩是否就意味着轴力N的符号相反？ 3、何谓平截面假定？它将导致截面上应力如何分布。 答：变形前物体界面上的所有特征变形后还是处于同一个平面，这个假设能保证界面上的应力为线性分布。

软件工程分析设计题

1.请给出以下问题描述的用例模型。 一个新的音像商店准备采用计算机系统向比较广泛的人群销售或租借录像带和光碟。该 音像商店将存有大约1000盘录像带和500张光碟，这些订购涉及多家订购商。所有的录像带和光碟都有一个条码，可以使用条码扫描仪来支持销售和返还，客户会员卡也同时条码化。 客户可以预定录像带并在指定日期来取。系统必须拥有灵活的搜索机制来回答客户的询问，包括关于该音像商店还没有进货的电影（但可能是已经请求订购了）。 2. 请指出下面需求描述存在的问题，并进行适当的修改。 （1）系统用户界面友好。 （2）系统运行时应该占用尽量少的内存空间。 （3）即使在系统崩溃的情况下，用户数据也不能受到破坏。 （4）ATM系统允许用户查询自己银行帐户的现存余额。 （5）ATM系统应该快速响应用户的请求。 （6）ATM系统需要检验用户存取的合法性。 （7）所有命令的响应时间小于1秒；BUILD命令的响应时间小于5秒。 （8）软件应该用JAVA语言实现。 答案要点： （1）问题：“友好”是不可验证的。改正：具有一年计算机使用经验的用户经过3小时的培训就可以学会使用该系统。 （2）问题：“尽量少”存在歧义。改正：系统运行时所占用的最大内存空间是256MB。（3）问题：“不能受到破坏”是不可验证的。改正：如果系统发生崩溃，那么该系统重新正常启动后，可以将用户数据恢复到最后未完成操作执行前的状态。 （4）该描述是正确的。

（5）问题：“快速”是不可验证的。改正：ATM系统将在1秒钟之内响应用户的请求。（6）问题：“如何验证合法性”是存在歧义的。改正：ATM系统将通过用户名和口令验证其存取的合法性。 （7）问题：所有命令中必然会包括BUILD命令，因此这两个需求描述是矛盾的。改正：去掉关于BUILD命令的需求描述。 （8）问题：该描述不是功能需求或非功能需求，应该是对设计实现的一个约束条件。 3.假设你是一个软件项目的负责人，该项目要求开发一个安全性要求极高的医疗控制系统，用于控制医院病人的放射性治疗。该系统是嵌入式系统，内存限定在16MB，程序规模估计是10KLOC，病人的放射治疗信息将记录到数据库中。 （1）请使用简单COCOMO 模型估算系统开发的工作量。 （2）请考虑产品、计算机、人员和项目等影响因素，使用中间COCOMO 模型估算系统开发的工作量，并说明考虑这些因素的理由及其取值。 参考答案：（1）由简单COCOMO 模型公式计算： 工作量E ＝ 3.6 ×（10）1.20 ＝57.06（人月） 开发时间D＝2.5 ×（57.06）0.32 ＝9.12（月） (2): 工作量修正因子F ＝1.90 工作量E ＝2.8 ×（10）1.20 × 1.90 ＝2.8 ×15.85 × 1.90 ＝84（人月） 开发时间D ＝2.5 ×（84）0.32 ＝2.5 × 4.13 ＝10.32（月） 4.现在要对一个自动饮料售货机软件进行黑盒测试，该软件的规格说明如下：一个自动售货

浅谈压力容器的两种设计方法

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2e15489479.html, 浅谈压力容器的两种设计方法 作者：王艳 来源：《价值工程》2010年第15期 摘要:本文介绍了压力容器的两种设计方法,指出分析设计方法虽然相对复杂,但较常规设计方法更安全更经济,且随着计算机技术的发展、有限元方法的应用及各种功能软件的使用它将 会得到更广泛的应用。 Abstract: This paper introduces two kinds of pressure vessel design methods and points that analysis and design methods are relatively complex and more economical,but safer than the conventional design method,and with the development of computer technology,finite element method and software applications will be more widely used. 关键词:压力容器;常规设计;分析设计 Key words: pressure vessel;conventional design;analysis and design 中图分类号:TH49 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0166-01 压力容器是化工、冶金、轻工、纺织、机械以及航空航天工业中广泛使用的承压设备。尽管各类压力容器设备功能各异、结构复杂程度不一,但一般可将其分解为筒体、封头、法兰、 开孔、接管、支座等部件。 压力容器及其部件的两种设计方法分别是常规设计和分析设计。 常规设计是以弹性设计准则为基础,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件 的设计计算公式,这些公式均以显式表达,给出了压力、许用应力、容器主要尺寸之间的关系。它包含了设计三要素:设计方法、设计载荷及许用应力,但这些并不是建立在对容器及其部件进行详尽的应力分析基础之上。如容器筒体,是采用“中径公式”(根据内压与筒壁上均匀分布的薄膜应力整体平衡推导而得),一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力,不考虑其它类型的应力,如对弯曲应力,只有当它特别显著、起主导作用时才予以考虑。实际上,当容器承载以后器壁上会出现多种应力,其中包括由于结构不连续所产生的局部高应力,常规设计对此只是结合经典力学理论和经验公式对压力容器部件设计做一些规定,在结构、选材、制造等方面提出要求,把局部应力粗略地控制在一个安全水平上,在考虑许用应力时选取相对高的安全系数,留有足够的安全裕度。因此,常规设计从本质上讲,可以说是基于经验的设计方法。 工程实际中我们用常规设计的观点和方法解决了很多问题,但也有一些问题无法解释,因为常规设计只考虑弹性失效,没有去深究隐含在许用应力值后面的多种失效模式。

压力容器设计基础知识讲稿(DOC 120页)

压力容器设计基础知识讲稿(DOC 120页) 部门： xxx 时间： xxx 制作人：xxx 整理范文，仅供参考，勿作商业用途

压力容器设计基础知识讲稿 （20140325） 目录 一．基本概念 1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程 1．2 标准和法规（规程）的关系。 1．3 压力容器的含义（定义） 1．4 压力容器设计标准简述 1．5 D1级和D2级压力容器说明 二．GB150-1998《钢制压力容器》 1．范围 2．标准 3．总论 3．1 设计单位的资格和职责 3．3 GB150管辖的容器范围 3．4 定义及含义 3．5 设计参数选用的一般规定 3．6 许用应力

3．7 焊接接头系数 3．8 压力试验和试验压力 4．对材料的要求 4．1 选择压力容器用钢应考虑的因素 4. 2 D类压力容器受压元件用钢板 4．3 钢管 4．4 钢锻件 4. 5 焊接材料 4．6 采用国外钢材的要求 4．7 钢材的代用规定 4．8 特殊工作环境下的选材 5．内压圆筒和内压球体的计算 5. 1 内压圆筒和内压球体计算的理论基础5．2 内压圆筒计算 5．3 球壳计算 6．外压圆筒和外压球壳的设计 6．1 受均匀外压的圆筒（和外压管子）6．2 外压球壳 6．3 受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6．4 外压圆筒加强圈的计算 7．封头的设计和计算 7．1 封头标准

7．2 椭圆形封头 7. 3 碟形封头 7．4 球冠形封头 7．5 锥壳 8．开孔和开孔补强 8．1 开孔的作用 8．2 开检查孔的要求 8．3 开孔的形状和尺寸限制 8．4 补强要求 8．5 有效补强范围及补强面积 8．6 多个开孔的补强 9 法兰连接 9．1 简介 9．2 法兰连接密封原理 9. 3 法兰密封面的常用型式及优缺点9．4 法兰型式 9．5 法兰连接计算要点 9．6 管法兰连接 10．压力容器的制造、检验和验收 10．1 制造许可 10．2 材料验收及加工成形 10. 3 焊接

TSGR1001-2008_压力容器压力管道设计许可规则

特种设备安全技术规范TSGR1001—2008 压力容器压力管道设计许可规则 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布 2008年1月8日

2004年3月，国家质量监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)特种设备安全监察局(以下简称特种设备局)向中国特种设备检测研究院(以下简称中国特检院)下达起草任务书。2004年4月、6月，中国特检院成立起草组，分别在无锡、北京召开《压力管道设计许可规则》和《压力容器设计许可规则》首次会议。2004年7月、10月，起草组在北京召开第二次工作会议，就起草工作中的主要问题进行了研讨。2004年8月、2005年1月，起草组在北京召开末次工作会议，经讨论修改，形成了《压力管道设计许可规则》和《压力容器设计许可规则》草案，同时邀请部分设计院专家对草案进行了讨论。2004年11月、2005年2月，中国特检院向特种设备局上报了《压力管道设计资格许可规则》和《压力容器设计许可规则》的征求意见稿。2005年2月、1 2月，特种设备局分别以质检特函[2005]5号文、[2005]65号文征求基层部门、有关单位和专家以及公民的意见。2005年4月、2006年7月，根据征求到的意见进行修改形成送审稿，分别向质检总局特种设备安全技术委员会专家征求意见。2005年9月、2006年11月，分别将《压力管道设计许可规则》和《压力容器设计许可规则》报批稿上报特种设备局，特种设备局经研究决定将两规则进行合并。2007年4月，经《压力管道设计许可规则》和《压力容器设计许可规则》主要起草人员的讨论与修改，最终形成了《压力容器压力管道设计许可规则》报批稿。2008年1月8日，由国家质检总局批准颁布。 本规则修订的主要依据是《特种设备安全监察条例》(以下简称《条例》)、《国务院对确需保留的行政审批项目设定行政许可的决定》，在充分考虑我国压力容器、压力管道设计单位现状及其特点的前提下，以确保压力容器、压力管道设计质量为目的，在原《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》基础上进行的修订。

压力容器标准全解

压力容器法规、标准介绍 一、压力容器法.规、标准体系 我国的特种设备法规体系主要分以下五个层次 法律—行政法规—部门规章—安全技术规范—引用标准”。 第一层次：法律 根据宪法和立法法的规定，由全国人民代表大会及其常委会制定法律。 如《安全生产法》、《劳动法》、《产品质量法》、《计量法》、《标准化法》、《行政许可法》等； 2012年8月，十一届全国人大常委会第二十八次会议初次审议了《中华人民共和国特种设备安全法（草案）》。 第二层次：行政法规 由国家最高行政机关—由国务院制定的行政法规 《特种设备安全监察条例》（第373号国务院令）,2003年3月公布，自2003年6月1日起施行。 2009年1月14日《国务院关于修改(特种设备安监察条例)的决定》（第549号国务院令）公布。 第三层次：行政规章 由国务院各部门制定的部门规章，如： 《锅炉压力容器制造监督管理办法》(总局令第22号)自2003年1月1日起施行； 《特种设备作业人员监督管理办法》（总局令第140号）自2011年7月1日起施行； 第四层次：安全技术规范(规范性文件) 是政府对特种设备的安全性能和相应的设计、制造、安装、改造、维修、使用和检验检测等所作出的一系列规定，是必须强制执行的文件，安全技术规范是特种设备法规标准体系的主体，是在世界经济一体化中各国贸易性保护措施在安全方面的体现形式，其作用是把法律、法规和行政规章的原则规定具体化。 TSG Z0004-2007特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求 TSG Z0004-2007特种设备制造、安装、改造、维修许可鉴定评审细则 TSG R1001-2008压力容器压力管道设计许可规则 TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R0002-2005 超高压容器安全技术监察规程 TSG R7001-2004 压力容器定期检验规则 TSG R6001-2008压力容器安全管理人员和操作人员考核大纲 TSG R3001-2006压力容器安装改造维修许可规则