压力容器应力分析
2压力容器应力分析2 压力容器应力分析
2 压力容器应力分析
2.1 回转薄壳应力分析
2.1.1 薄壳圆筒的应力
212回转薄壳的无力矩理论2.1.2 回转薄壳的无力矩理论
2.1.3 无力矩理论的基本方程
2.1.4 无力矩理论的应用
2.1.5 回转薄壳的不连续分析
2.2 薄壁圆筒应力分析
2.2.1 弹性应力
2.2.2 弹塑性应力
2.2.3 屈服压力和爆破压力
2.2.4 提高屈服承载能力的措施
2 压力容器应力分析
2.3 平板应力分析
2.3.1 概述
231概述
2.3.2 圆平板对称弯曲微分方程
2.3.3 圆平板中的应力
2.3.4 承受轴对称载荷时环板中的应力
234承受轴对称载荷时板中的应力
2.4 壳体的稳定性分析
2.4.1 概述
2.4.2 外压薄壁圆柱壳弹性失稳分析
2.4.3 其他回转薄壳的临界压力
2.5 典型局部应力
2.5.1 概述
2.5.2 受内压壳体与接管连接处的局部应力
2.5.3 降低局部应力的措施
2.5.3降低局部应力的措施
2压力容器应力分析2 压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
一、失稳现象
外压容器举例）真空操作容器减压精馏塔的外壳
1、外压容器举例（1）真空操作容器、减压精馏塔的外壳（2）用于加热或冷却的夹套容器的内层壳体
承受外压壳体失效形式
强度不足而发生压缩屈服失效
2、承受外压壳体失效形式：刚度不足而发生失稳破坏
（讨论重点）
2压力容器应力分析
过程设备设计2 压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
3、失稳现象：
承受外压载荷的壳体，当外压载荷增大到某一值时，
壳体会突然失去原来的形状，被压扁或出现波纹，载
定义:
荷卸去后，壳体不能恢复原状，这种现象称为外压壳
体的屈曲（buckling）或失稳（instability）。
体曲g或失y
实质: 从一种平衡状态跃到另一种平衡状态;
应力从压应力变为弯应力。
横断面由圆变为波浪形见表25
现象: 横断面由圆变为波浪形，见表2-5
2压力容器应力分析
2 压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
4、失稳类型：
弹性失稳t与D比很小的薄壁回转壳，失稳时，器
壁的压缩应力通常低于材料的比例极限，
称为弹性失稳。
弹塑性失稳当回转壳体厚度增大时，壳体中的压应
超过材料屈服点才发生失稳，这种失（非弹性失稳）
力超材料屈服点才发失稳种失
稳称为弹塑性失稳或非弹性失稳。
2压力容器应力分析
2 压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
5、受外压形式：
p
p
p
b
a
c
周向本节讨论受
周向
轴向轴本节讨论：受周向均匀外压薄壁回转壳体的弹性失稳问题
2压力容器应力分析2 压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
二、临界压力
临界压力壳体失稳时所承受的相应压力称为临界压力
1、临界压力壳体失稳时所承受的相应压力，称为临界压力，用p cr 表示。
2、失稳现象
外载荷达到某一临界值，发生径向挠曲，并迅速增加，沿周向出现压扁或波纹。
见表2-5
2压力容器应力分析2 压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
3、影响p cr 的因素：
对于给定外直径D o 和厚度t
p cr 与圆柱壳端部约束之间距离和圆柱壳上两个刚性元件之间距离L 有关；
p cr 随着壳体材料的弹性模量E 、泊松比μ的增大而增加；
非弹性失稳的p cr 还与材料的屈服点有关。
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2.4 壳体稳定性分析
:外压容器失稳的根本原因是由于壳体刚度不足注意: 外压容器失稳的根本原因是由于壳体刚度不足，并不是由于壳体存在椭圆度或材料不均匀所致。即椭圆度和材料不均匀对失稳的性质无影响，只影响使p cr ↓。
2压力容器应力分析2 压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
的
目的求、、cr p cr σcr L 理论
理想圆柱壳小挠度理论
假设
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2.4 壳体稳定性分析
2压力容器应力分析2 压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
外压圆筒分成三类：
长圆筒L/D o 和D o /t 较大时，其中间部分将不受两端约束
或刚性构件的支承作用，壳体刚性较差，失稳时呈现两个波纹
呈现两个波纹，n=2。L/D 较小时壳体两端的约束或刚性构件对短圆筒
o 和D o /t 较小时，壳体两端的约束或刚性构件对圆柱壳的支持作用较为明显，壳体刚性较大，失稳时呈现两个以上波纹，n ＞2。刚性圆筒L/D o 和D o /t 很小时，壳体的刚性很大，此时圆柱壳
体的失效形式已经不是失稳而是压缩强度破坏体的失效形式已经不是失稳，而是压缩强度破坏。
2压力容器应力分析2 压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
一、受均布周向外压的长圆筒的临界压力
二、受均布周向外压的短圆筒的临界压力三临界长度
三、临界长度
四周向外压及轴向载荷联合作用下的失稳
四、周向外压及轴向载荷联合作用下的失稳
五、形状缺陷对圆筒稳定性的影响
六非弹性失稳的工程计算
六、非弹性失稳的工程计算
2 压力容器应力分析2压力容器应力分析
2.4 壳体稳定性分析
一、受均布周向外压的长圆筒的临界压力
2.4 壳体稳定性分析
2.4 壳体稳定性分析
二、受均布周向外压的短圆筒的临界压力
2.4 壳体稳定性分析
2.4 壳体稳定性分析
三、临界长度
2.4 壳体稳定性分析
基于TRIZ理论的带补偿片膜片联轴器的设计
本科毕业设计 设计题目：基于TRIZ理论的带补偿片膜片联轴器的设计 姓名 学院 专业 年级 学号 指导教师 2012年6月22日 目录 1 引言 (1)
1.2 TRIZ理论简介 (2) 1.2.1 什么是TRIZ理论 (2) 1.2.2 TRIZ理论主要内容 (2) 1.3 本次设计的主要性能指标依据 (3) 1.4 论文的的主要研究内容 (4) 2 联轴器概述 (4) 2.1 联轴器简介及分类…………………………………………………………………………… 2.2膜片联轴器……………………………………………………………………………………… 2.2.1 金属膜片挠性联轴器的结构工作原理…………………………………………………… 2.2.2 膜片联轴器特性……………………………………………………………………………4 4 5 5 3 膜片联轴器的选用计算 (5) 3.1 联轴器技术参数术语 (5) 3.2 选择联轴器的品种、型式 (6) 3.3 联轴器载荷计算 (6) 3.4 联轴器的型号选择 (9) 3.5 联轴器联接螺栓的设定 (10) 3.5.1 螺栓材料的选用 (10) 3.5.2 螺栓型号的确定 (10) 3.5.3 螺栓组的布置 (10) 3.5.4 螺栓直径的确定 (11) 3.5.5 螺栓预紧力的确定 (13) 4 联轴器膜片的设计………………………………………………………………………………… 4.1 膜片材料的选择…………………………………………………………………………… 4.1.1 膜片的选型……………………………………………………………………………… 4.1.2 确定联轴器的尺寸及总厚度…………………………………………………………… 4.2 膜片组的校核……………………………………………………………………………… 5 基于TRIZ理论在膜片联轴器上增加补偿片 (13) 13 14 14 17 18 18
压力容器
压力容器选材及工艺制定 张敏 （中国石油大学机电工程学院材料系材料科学与工程07-2）一、压力容器的服役条件 压力容器是一种焊接构件，广泛用于石油、化工、机械、热力等行业，运行条件苛刻，一旦破坏，后果极其严重。它承受的压力可由0.1MPa到100MPa以上，工作温度可在-200℃以下或是500℃以上；工作介质可以是酸性、碱性或其他腐蚀性介质。常导致下列几种失效： 1.脆性断裂大部分发生在较低温度，在焊接缺陷、 内部缺陷或应力集中处产生。 2.过量的塑性变形在高温下的压力容器发生蠕变或 工作压力过高引起容器局部过量的塑性变形。 3.低周疲劳在循环载荷作用下，由于工作应力往往 在局部地方超过材料屈服强度，使压力容器产生较 大的反复塑形变形，导致最后发生破坏。 4.应力腐蚀在应力和引起应力腐蚀介质的共同作用 下，产生腐蚀裂纹而导致压力容器破坏。 5.氢腐蚀破坏在具有一定压力的氢和温度共同作用 下，氢和钢的碳反应生成甲烷而形成氢腐蚀裂纹导 致容器破坏。 对压力容器用钢的要求是具有足够强度、韧性和塑形，又有良好的冷
热加工性能和焊接性能；对于在腐蚀介质条件下工作的压力容器，又必须具有相应的耐蚀性和抗氢能力；在高温下工作的容器必须保证组织稳定；在低温下工作的容器要保证在工作温度下有足够的韧性。二、压力容器的技术要求 压力容器的用途极广，工作条件也千差万别，因此在容器的设 计过程中正确地选择材料是一件极为复杂而又特别重要的工作。很多压力容器造成事故的重要原因之一就是选用材料不当。例如，采用焊接性差的钢材焊制压力容器时，就容易在焊接接头中产生裂缝；有些镍铬不锈钢的压力容器，常因钢号或成分选用不当，在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏；选用铁素体钢制造低温压力容器时，如钢的转变温度高于容器的工作温度，则容器工作时就容易发生脆性破坏。所以，在选择压力容器用钢时，必须根据容器的工作条件(如 壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料，所选用的材料还必须考虑加工工艺的影响(可焊性、是否便于加工)，并考虑其经济合理性及来源等情况。 对于压力容器的设计者，充分了解各种材料的性能(物理性能、力学性能等)以及影响材料性能的各种因素是十分必要的。 （一）材料的性能 1．力学性能
循环水泵膜片联轴器螺栓断裂原因分析
循环水泵膜片联轴器螺栓断裂原因分析 摘要：本文利用强度校核的方法，分析了膜片联轴器螺栓断裂的原因并对螺栓的装配方式提出了改进建议。 关键词：膜片联轴器 螺栓断裂 强度校核 扭矩 1前言——某厂循环水装置新安装的一台双吸型离心式水泵运行仅三天便发生了联轴器螺栓断 裂的现象。断裂部位：螺纹根部。新更换的联轴器螺栓在安装时严格按照说明书对联轴器中心、螺栓扭矩进行质量控制，但类似现象再次发生。 运行工况： 驱动电机功率：350KW ， 转速：1845r/min 联轴器形式：单金属膜片联轴器 联轴器螺栓： 螺纹规格：M16 ；拧紧力矩250N ·M ；材质：40Cr ； 数量：8件 1.1螺栓受力状态分析 膜片联轴器（又称金属叠片联轴器）由若干个叠合的金属膜片用螺栓交错地与两半联轴器（又称半对轮）连接而成，利用金属膜片的弹性变形来补偿两轴的相对偏移。设备运转过程中，联轴器依靠膜片与半对轮之间的正压力产生的摩擦力来传递扭矩。这种正压力为螺栓的预紧力。显然联轴器螺栓为紧连接状态。螺栓危险截面——螺纹根部小径处除受拉应力外，还受到螺纹拧紧力矩所引起的扭转应力。若螺栓预紧力过小，膜片同半对轮间产生的摩擦力不足以传递扭矩，那么膜片与半对轮将产生相对滑移，螺栓进而承受一定的剪切力。 为了判断螺栓是否承受剪切力，必须校验膜片与半对轮间的摩擦力。 对于M10—M68的粗牙螺纹，拧紧力矩T 同预紧力a F 之间的关系为 【1】 ： d F T a 2.0≈ (1) 式中： m m d 螺纹公称直径- KN F a 螺栓预紧力- 则: d T F a 2.0= (2) 膜片同半对轮间的静摩擦力f 为： μa o F n f = (3) 15.0=-μμ擦系数，半对轮同膜片间的静摩 4=-o o n n 半对轮侧的螺栓数量，
压力容器选用材料学习资料共21页
铬钼钢是压力容器常用钢之一，它广泛用于炼油、化工及各类加氢装置和重整装置中的临氢设备上，具有优异的抗氢腐蚀性能和良好 的高温强度，是高温高压容器壳体和封头的首选材料。是目前世界上广泛使用的热强钢和抗氢钢。由于在低碳钢中加入了Cr、Mo 等合金元素，大大提高了钢的综合性能。如具有良好的高温力学性能、抗高温氧化性能、抗腐蚀性能、良好的韧性、工艺 性能和可焊性，故被广泛用于制造石油化工、煤转化、核电、汽轮机缸体、火电等使用条件苛刻、腐蚀介质 珞钼钢特性： 1.耐热性金属材料抵抗高温氧化能力，称耐热性或抗氧化性。它要求钢材在中、高温条件下金相组织稳定，否则就可能产生石墨化现象。如碳素钢在425℃以上，C-0.5Mo 钢在475℃以上长时间使用时，钢中的渗碳体会自行分解析出碳原子，产生石墨化，金属材料的脆性急剧增大。此外，耐热钢还要求钢材具有较高的高温持久强度和蠕变极限。而含有热稳定好和强碳化物形成元素Cr、Mo、V 的铬钼钢，可提高渗碳体的分解温度，阻止石墨化的发生，从而提高钢材高温持久强度极限和蠕 变极限。 2 抗氧化性 金属材料因吸收氢而导致塑性降低、性能恶化的现象称为氢损伤，也可以称为氢脆。酸洗、电解或腐蚀反应产生的氢，金属凝固后内 部残存的氢，以及介质环境中的氢都可能被材料吸收而扩散至内部引起氢脆。氢损伤可以导致多种形式的材料失效，如氢鼓泡、氢致脆性开裂、高温氢腐蚀等。对于石化行业中的临氢容器，选用铬钼钢主要是为了防止高温氢腐蚀。 3.回火脆性
这里所谈的回火脆性是指钢材长期在某一温度范围内操作而产生的冲击韧性下降（韧脆转变温度升高）现象。Cr-Mo 钢的回火脆性在370℃~595℃的温度范围内，接近这个温度范围的上限时，脆化速度高，接近这个温度下限时，脆化发缓慢。炼油工业中的加氢反应器等临氢压力容器就正好长期操作在这一温度范围内，这一现象引起人们极大的关注。脆化材料和非脆化材料的差别，仅表现在缺口冲击韧性和韧脆转变温度的不同，而拉伸性能无明显的差别。回火脆化的程度一般是靠韧脆转变温度的升高来表现的。回火脆化对上平台冲击功仅有轻微的影响。 大量的试验表明，在压力容器常用的Cr-Mo 钢中，含Cr 量为2%～3%的Cr-Mo 钢回火脆化倾向最严重。 在P(磷)、Sb（锑）Sn（锡）As（砷）微量不纯元素含量高的情况下，脆化倾向特别显著，多量的Si 和Mn 对脆化具有促进作用。 压力容器用钢材料(2) 材料是构成设备的物质基础，决定压力容器安全性的内在因素是结构和材料性能，外在因素是载荷、时间和环境条件。因此选择合适的材料是压力容器质量保证的一个重要环节。为使压力容器在全寿命周期内安全可靠地运行，设计师不但要了解原材料性能，而且要了解制造工艺、使用环境和时间对材料性能的影响规律。 一、我国钢材的生产现状 近年来，随着我国发展阶段和经济结构的变化，钢材消费结构发生了很大变化，与之相适应，我国钢铁产品生产结构也有明显改变。板带材比重呈持续增加趋势，长材比重则持续下降。尤其是近五年来，由于钢铁新建项目以板带材为主，板带材产量一直保持较高增长速度，板带比明显提高。 我国铁矿资源的探明储量为400多亿吨，仅次于俄罗斯（1100亿吨），巴西（800亿吨），居世界第三位。但是富矿较少而贫矿居多。我国铁矿资源分布普遍，除上海、
GDS标准应力路径三轴系统操作说明
标准应力路径三轴测试系统操作说明 ——安徽建筑工业学院STDTTS系统1.GDSLAB软件操作 1.1.打开GDSLAB软件 1.2.检查硬件的通讯参数 点击Management，出现如下图
并点击Object Display，出现系统硬件的连接图， 8通道数据采集板
Comm Port: 1 Baud: 4800 Parity: n(此处必须为None，否则无法正常通讯，这一点很重要) Data Bits: 8 Stop Bits: 2 设置上面的参数后，就开始设置压力/体积控制器 STDDPC V2，包括反压、轴压和围压的通讯参数，点击“Select STDDPC controller”，会弹出“GDS USB controller selection tool ”，然后选择下拉菜单下的文件，从3个控制器的通讯文件选择一个，之后点击“Selected”，系统就会为反压控制器选择通讯文件。图29为反压控制器通讯设置正常后的状态。轴向压力/体积控制通讯参数跟反压一样，当反压和轴向控制器选好后，一定要注意控制器与压力室的链接情况。当三个图标的通讯参数设置好以后，就点击“Read”图标，查看各个传感器是否有读数。注意，本系统在已经选好通讯文件，一般情况下，如果不出现系统错误，不需要再进行设置，只需要在实验前检查下就可以了。在每个控制器后面有个序列号，反压为12813，轴压为12811，围压为12809，注意检查控制器与压力室管路连接是否正确。
选择控制的通讯文件 STDDPC V2 连接状态
1.3.传感器和控制器清零 在装土样前，要对传感器和控制器清零 1.3.1. 传感器清零，只能在软件上清零 点击某个传感器所对应的眼睛图标，会出现对话框，点击Advanced，然后在“Soft Zero Offset”旁边点击“Set Zero”，观察传感器的读数就会变成0。如果出现很小的 波动为正常。轴向力、孔压和轴向位移传感器清零都是如此。
轴的动力学分析
1环槽式万向联轴器多体动力学分析及仿真赵晓东硕士西北工业大学20066 2柔性联轴器非线性阻尼对扭转减振的影响马建敏振动与冲击20063 3橡胶套筒弹性联轴器扭振动态特性计算陈翔现代制造工程20063 4联轴器用金属橡胶元件阻尼耗能研究李冬伟机械科学与技术20063 5回转系统中弹性联轴器的动态性能分析与研究陈永红机械设计与制造20062 6一种新型弹性联轴器的设计杜可可郑州轻工业学院学报(自然科学版)20061 7简介高弹性联轴器在船舶动力装置中的使用张芸船舶20061 8简易弹性联轴器宋伟现代零部件2005Z1 9等角速万向联轴器的理论研究及计算机仿真周志刚硕士青岛科技大学20057 10中宽厚板轧钢机联轴器快速设计的应用研究范圣耀硕士合肥工业大学20057 11轧钢机用万向联轴器的设计分析研究汪桂林硕士合肥工业大学20057 12一种新型结构膜片联轴器的应用侯宇宙通用机械20055 13柔性联轴器刚度非线性对扭转振动的影响马建敏振动与冲击20054 14共轭曲面的数字化方法及共轭鼓形齿联轴器传动研究肖来元博士华中科技大学2005 3 15基于ANSYS的LTZ型带制动轮弹性套柱销联轴器的应力分析与优化设计陈文工程设计与建设20052 16三叉杆式万向联轴器中有关运动参数的误差分析李利机械设计与研究20052 17弹性联轴器用金属橡胶元件性能研究李冬伟中国机械工程200512 18基于计算机自动化控制的高弹性联轴器性能实验系统的研究与开发邓学平硕士重庆大学200511 19鼓形齿联轴器轮齿计算机辅助分析及软件开发谭莉莉硕士重庆大学200511 20一种简易的弹性联轴器宋伟一重技术20051 21大功率球磨机新型联轴器设计探索韩秋怀矿山机械20051 22基于ANSYS的滚珠联轴器的有限元分析朱彤机械制造与自动化20051 23蛇形弹簧联轴器的应用王杰小氮肥20049 24金属膜片联轴器的膜片疲劳寿命计算及分析丁雪兴硕士兰州理工大学20049 25液力联轴器的使用张晓燕煤矿机械20048 26基于ANSYS的滚珠联轴器的设计与分析朱彤硕士南京航空航天大学20045 27基于ANSYS的挠性叠片联轴器的拓扑设计与动力分析刘霜硕士南京航空航天大学20045 28地铁车辆TD挠性联轴器与鼓形齿联轴器对比分析周海涛机车电传动20044 29某高速船高弹性联轴器断裂原因分析张建军机电设备20043 30车用爪式联轴器的有限元优化设计杨湘洪现代制造工程20043 31电流变液联轴器传动特性的实验研究纪宏硕士清华大学20043 32压路机联轴器的改进戴强民工程机械与维修200411 33巧用轮胎式联轴器胡兵矿山机械200410 34橡胶块联轴器的胶块易损问题及处理对策李焕义广东建材200410 35CENTA膜片联轴器的结构特徵方建传动技术20041 36液体粘性联轴器的设计及转矩传递特性研究陈雪梅硕士北京工业大学20038 37弹性联轴器对车辆动力传动系统扭振特性影响研究李和言机械强度20036 38柔性联轴器应用一例王政东油气田地面工程20036 39浅谈泵用联轴器的选型陈松水泵技术20035 40联轴器烧胶圈原因分析王祥娟凿岩机械气动工具20033
三轴试验相关理论知识
三轴试验相关理论知识 一、基本概念 1.常用术语 法向力——垂直于滑动面上的应力，也叫正应力σ。σ=N/A （N ：作用于滑动面的力；A ：滑动面的 面积） 剪应力——与法向力垂直的切向应力τ。τ=F/A （F ：与法向力相垂直的摩擦力） 主平面——没有剪应力的平面。 主应力——主平面上的法向应力（正应力）。在相互垂直的立方体上(图1)又分成： 大主应力（σ1）——轴向应力； 小主应力（σ3）——径向应力； 中主应力（σ2）——界于大、小主应力之 间的径向应力。 (常规三轴试验的试样呈圆柱形，中、小主应力相等，即σ2=σ3，谓之轴对称条件下的试验。) 偏应力——轴向应力与径向应力（或大、小主应力） 之差，即（σ1-σ3）。 摩檫角——剪应力达到极限（土体开始滑动）时的 剪破角Φ，此时Φ=α （tan Φ为摩檫系数） 图1 主应力与主应力面 抗剪强度——随着剪应力的增加，剪阻力亦相应增加。而剪阻力达到一定限度就不再增大这个强度 称为土的抗剪强度。 2.摩尔圆 摩尔圆源自材料力学之应力圆，由于是科学家摩尔首先提出的，故叫摩尔圆。（图2）通过土体内某微小单元的任一平面，一般都作用着一个合应力，并可分解为法向应力（σ）和剪应力（τ）两个分量。如图3，沿圆柱体轴线取一个垂直面作应力分析，可得如下的关系式： 将两式平方后相加，整理后得出 图2 摩尔应力园 上式的几何意义是，在σ-τ坐标系里以（σ1+σ3）/ 2，0为圆心、（σ1-σ3）/ 2为半径的圆。 在三轴试验轴对称时的平面上，当试样给定σ1和σ3，如果已知试样上的大、小主应力面的方向，就可以从摩尔圆上确定试样内任一斜面上的剪应力τ和法向应力σ。摩尔圆在σ-τ坐标系里的应力关系如图4所示。图的右边为一三轴试样，左边为相应的摩尔圆。过圆的D 点（σ1）作平行于试样大主应力面AB 线，交圆上 Op 点；过圆E 点（σ3）作平行于小主应 力面AC 线，必通过Op 点（∵AB 与AC 正 交，∠DEOp 是半圆的圆周角）。然后经交 点Op 作与OpD 线成α角的直线，交圆于P 图3 三轴试样的应力状态 α σστασσσσσ2sin )(2 1 2cos )(21)(21313131-=-++= 2312231)2 ()2(σστσσσ-=++-
最新压力容器材质选用及安全技术
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压力容器材质选用及安全技术 加入日期:2008-8-13 | 来源:程力压力容器 第一节材料的选用 压力容器的用途极广，工作条件也千差万别，因此在容器的设计过程中正确地选择材料是一件极为复杂而又特别重要的工作。很多压力容器造成事故的重要原因之一就是选用材料不当。例如，采用焊接性差的钢材焊制压力容器时，就容易在焊接接头中产生裂缝；有些镍铬不锈钢的压力容器，常因钢号或成分选用不当，在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏；选用铁素体钢制造低温压力容器时，如钢的转变温度高于容器的工作温度，则容器工作时就容易发生脆性破坏。所以，在选择压力容器用钢时，必须根据容器的工作条件(如壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料，所选用的材料还必须考虑加工工艺的影响(可焊性、是否便于加工)，并考虑其经济合理性及来源等情况。 对于压力容器的设计者，充分了解各种材料的性能(物理性能、力学性能等)以及影响材料性能的各种因素是十分必要的。 一、材料的性能 1．力学性能 材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性和韧性等。 (1)强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。强度指标是设计中决定许用应力的重要依据，是材料抵抗外力作用能力的标志。常用的强度指标有屈服强度σs或σ0．2和抗拉强度σb，高温下工作时，还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD，设计中许用应力都是根据这些数值决定的。另外，材料的屈强比(σs／σb)也是反映材料承载能力的一个指标，不同材料具有不同的屈强比，即使是同一种材料，其屈强比也随着材料热处理情况及工作温度的不同而有所变化。 (2)塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。塑性指标主要有伸长率δ、断面收缩率φ、冲击韧性ak等。用塑性好的材料制造容器，可以缓和局部应力的不良影响，有利于压力加工，不易产生脆性断裂，对缺口、伤痕不敏感，并且在发生爆炸时不易产生碎片。作为化工容器用的钢，要求伸长率δ不低于14％，冲击韧性ak在使用温度下不低于35J／cm2。 (3)韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值ak表示。Ak值或ak 值除反映材料的抗冲击性能外，还对材料的一些缺陷很敏感，能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感，低温冲击试验能检验钢的冷脆性。 表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性，它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。 (4)硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、维氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。 材料力学性能的各因素之间是相互联系又相互制约的。有些材料强度较高，但它的伸长率及冲击韧性却很低。因此，选材时不能只看其单一的性能指标，而应对材料力学性能的诸因素作全面分析。 2．物理性能 在容器设计中，应注意到材料的物理性能。例如，在计算容器的温差应力时，就要用到材料的线胀系数α；在设计换热器及计算容器外壳热损失时，还要用到材料的热导率入等。因此，材料的使用场合不
压力容器应力分析设计方法的进展和评述
压力容器应力分析设计方法的进展和评述 压力容器的使用范围非常的广泛，在此基础上，我们一定更加重视其使用的效果。其中，压力容器应力分析是重要的工作，所以，讨论压力容器应力分析设计工作很有必要。 压力容器概述 1.1.概念 所谓的压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热器和分离器均属压力容器。 1.2.用途 压力容器的用途十分广泛。它是在石油化工学、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完全不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。 分析设计方法 在ASME老版中分析设计方法的全称是“以应力分析方法为基础的设计”,简称“应力分析设计”,再简称为“分析设计”。它的特点是: 2.1.要求对压力容器及其部件进行详细的弹性应力分析。可以采用
理论分析、数值计算或试验测定来进行弹性应力分析。 2.2.强度校核时采用塑性失效准则。包括用极限载荷控制一次应力,以防止整体塑性垮塌失效。用安定载荷控制一次加二次应力以及用疲劳寿命控制最大总应力,以防止循环失效等。 2.3.根据塑性失效准则对弹性应力进行分类。 2.4.根据等安全裕度原则确定危险性不同的各类应力的许用极限值。综合起来可以说,“应力分析设计”是一种以弹性应力分析和塑性失效准则为基础的应力分类设计方法。近年来被简称为“应力分类法”。早期(老版中)的“分析设计”只包含这一种方法。随着先进的力学分析方法和手段的不断成熟(即其有效性和可靠性达到实际工程应用的水平),ASME新版和欧盟标准都及时地扩充了“分析设计”采用的方法,同时对“分析设计”的含义也有所调整。最突出的表现为: 2.4.1.从弹性应力分析扩充到弹塑性分析。和应力分类法(弹性应力分析方法)并行地提出了弹塑性分析方法和极限载荷分析方法(ASME)或直接法(欧盟)。 2.4.2.把能够给出显式表达式的解析解都调整到“规则设计”中,“分析设计”只规定通用性强的数值分析方法。另一方面,在“规则设计”公式的强度校核中又引入了应力分类的思想。 随着时间的推移和科学的发展,“分析设计”的方法和内容还会有新的扩充和调整。在现阶段可以说,“分析设计”是一种以塑性失效准则为基础、采用先进力学分析手段的压力容器设计方法。先进的材料、
压力容器常用材料的基本知识
压力容器常用材料的基本知识 1、压力容器用钢板选用时应考虑： ①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。 2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。 3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器 壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。 4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。 6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板， 如用于壳体厚度＞30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。 需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。 7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性， 质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。 8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高， 其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。 9、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明： ①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。 ②、Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热 处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。 ③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚＞30mm时，为保证塑性和 韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，Ⅲ级合格。 ④、Q345R用作法兰、平盖、管板等厚度＞50mm时，应在正火状态下使用。
压力容器常用材料的基本知识
压力容器常用材料的基本知识 1 、压力容器用钢板选用时应考虑：①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板，如用于壳体厚度＞36mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性，质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高，其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P 含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。9 、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明：①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。②、 Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚δ＞36mm时，为保证塑性和韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，30＜δ≤36时Ⅲ级合格，δ＞36时Ⅱ级合格。④、Q345R用作法兰、平盖、管板等厚度＞50mm时，应在正火状态下使用。⑤、Q345R属C-Mn钢，是屈服强度为350MPa级的普通低合金高强度钢，具有良好的低温冲击韧性。手工焊时，一般采用碱性焊条（如J507），自动焊时，焊丝/焊剂可选用H08MnA/HJ431或H10Mn2/HJ350（厚板且热处理时）。⑥、Q345R钢板的最小厚度是3mm，钢板厚度负偏差为0.3mm。 名人堂：众名人带你感受他们的驱动人生 马云任志强李嘉诚柳传志史玉柱 10、Q235-B适用于： P≤1.6MPa、0～350℃、壳体δn≤20，非高度危害介质。11、Q235-C 适用于： P≤2.5MPa、0～400℃、壳体δn≤30。12 、奥氏体不锈钢可用于：使用压力不限、使用温度为-196～700℃。使用的介质条件为：①介质腐蚀性较强；②防铁离子污染；③ T＞500℃的耐热钢（0Cr型）或T＜-100℃的低温用钢（00Cr型）。 13、奥氏体不锈钢既是耐酸钢，又是耐热钢。从耐腐蚀性能来说，需降低含碳量；从耐高温性能来说，需适当提高含碳量。14、奥氏体不锈钢在高温条件下使用时（＞525℃），钢中含碳量应不小于0.04%，（即采用1Cr或0Cr,而不采用00Cr）。因为使用温度高于525℃时，钢中含碳量太低，强度和抗氧化性会显著下降，因此超低碳不锈钢和双相不锈钢都不可用作耐热钢。15、奥氏体不锈钢的焊接接头一般均采用射线进行检测，而不采用超声波检测。16、奥氏体不锈钢制压力容器一般不需进行焊后消除应力的热处理。17、奥氏体不锈钢在常温和低温下有很高的塑性和韧性，不具磁性。在许多介质中有很高的耐蚀性，其中铬是抗氧化性和耐蚀性的基本元素。合金中含碳量的增加将降低耐蚀性能，所以该含碳量0.08～0.12%左右为高碳级不锈钢，钢号前以“1”表示。含碳量0.03 《化工设备设计基础》 课程设计 圆环形联轴器膜片的应力计算 指导教师：王悦老师 班级：0 8 2 0 6 2 1 姓名：许国福 学号： 3 6 一、工程背景 金属膜片挠性联轴器主要有金属膜片组、法兰盘、两端轴、中间轴和链接螺栓组成，是一种有广泛发展前途新型的可取代齿式联轴器和弹性联轴器的两轴挠性连接装置。目前常用结构有圆环式、多边式和束腰式。由于圆环式结构简单、制造方便而得到较为广泛的应用。20世纪80年代有国外引进的各种装置、设备或引进的技术制造的设备上均大量配用此种联轴器。实践证明，金属膜片联轴器失效在通常情况下均为膜片疲劳环所致，因为许多国内外学者致力于膜片应力和寿命分析，从中研究影响因素。本次研究是在重载、高转速、安装有较大偏差工况下对给定的8孔联轴器中的圆环膜片进行应力计算。从中寻求合理的膜片结构参数和允许的安装误差及最大承受载荷。 二、ANSYS工程分析理论介绍 ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。 软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。 前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型； 分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力； 后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。 软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。 ANSYS主要技术特点： 1）实现多场及多场耦合分析； 2）实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型 FEA 软件；3）具有多物理场优化功能的 FEA 软件； 4）具有中文界面的大型通用有限元软件； 5）强大的非线性分析功能； 6)多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置； 7)支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一； 8)数据文件全部兼容。 三、主要技术参数及任务 Q235-A钢号已于2002年7月1日取消。 Q235-B按照GB150-1998的规定。压力等级，材质的腐蚀性，当然参照GB150，或者GB713, 能，但要指出S, P含量，现在是Q235B 了，不是Q235-B Q235B为镇静钢，常温冲击功＞27J断后延伸率＞26% 分别满足固容规第 2.2条（冶炼方法）、第2.4.1条（＞20J） 2.4.2条（＞23%的要求。 只要将容规2.3.1条对P、S成分的要求作为附加采购要求，或复验后P、S成分能满足新容规要求，这样 的Q235-B钢板是可以使用的。 a）Q235-A钢板的适用范围： 1?容器设计压力小于等于 1.0MPa。 2?钢板使用温度0-350摄氏度。 用于壳体时，钢板厚度不大于16mm。 3?不得用于液化石油气介质以及毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。 b）Q235-B钢板的适用范围： 1?容器设计压力小于等于 1.6MPa 2?钢板使用温度0-350摄氏度。 用于壳体时，钢板厚度不大于20mm。 3?不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。 GB 713-2008标准中有提到，16MnR、16Mng、19Mng合并为Q345R, 16Mn只是普通合金钢，16MnR是压力容器用钢，成分没有打的变化，只是力学性能的要求相比16Mn更细化而已，就是你要买容器板（一般 指压力容器）就是Q345R（市场也有叫16MnR）,普通用途就叫16Mn。至于Q235-B的取消，在GB 713-2008 中就没有Q235-B 了，所以压力容器的选材不能用Q235-B,而常压容器却可以继续用。另GB 150的新版还没有出，现在有的设计院可能还是会使用Q235-B作为容器非受压元件主材（支座、吊耳），但是作为承压 元件的原材我现在是没见到有用Q235-B的。 Q345R取带了16MnR和16Mn 现在钢厂都不轧制16MnR 了你可以察看一下GB713-2008说明的很清楚！ Q235-B可以使用在压力容器中GB150-1998中第423说明的很清楚！！ 压力容器设计时还能选用Q235-B吗？听说取消了？为什么要取消？看到有的设计中使用了该材料。 可以用的，按GB150要求，厚度＞6mm钢板应做冲击试验，试验结果应符合GB/T700规定，钢板还应满足以下要求：钢板应进行冷弯试验，且容器的设计压力＜ 1.6MPa使用温度为20C?300C,钢板的P含量＜0.035% S含量＜0.035% 可以用的，但是使用时比较麻烦，按照GB150.2中附录D的要求，符合GB/T700规定钢板的P含量 ＜0.035%,S含量＜0.035%;厚度＞6mm钢板应做冲击试验，钢板应进行冷弯试验，试验结果应符合GB/T700 规定；容器设计压力小于 1.6MPa ;使用温度为20 C?300 C；用于容器壳体厚度不大于16mm，其它受压元件厚度不大于30mm。 产品简介 1）单向、双向精密膜片弹性联轴器结构特性 单向、双向精密膜片弹性联轴器主要由轴套、弹性片、胀紧套和隔套组成。图1示出了双向挠性膜片弹性联轴器结构，单向膜片弹性联轴器没有隔套，如图2所示，也可用胀紧套结构如图3所示，且只有一组弹性片。弹性片用薄的不锈钢制成，呈方形，主动轴由它将扭矩传递到从动轴，由于弹性组成不会产生复合应力，所以传递扭矩大，同时，由于弹性组件的变形,可以补偿轴的角度误差,偏心和轴向窜动。图4示出了圆锥轴孔联接的单向膜片联轴器，目前01，02，03，04等四种规格。 2）单向、双向精密膜片弹性联轴器与轴的联接型式 单向、双向精密膜片弹性联轴器与传动轴的联接主要有三种型式：①圆柱形孔和平键联接（图1）（图2）；②胀紧联接套联接（图3）；③圆锥轴孔联接（图4）；其中胀紧联接套最为理想，装配拆卸方便、传动精度高，但成本也高一点。主要用于传动精度和速度要求高的场合。例如加工中心和数控机床进给传动系统中伺服电机和丝杠的联接。圆柱形孔和平键联接可应用于各种机械传动，结构简单，成功较低，性能可满足机械传动要求，锥形孔联轴用于采用圆锥形状的伺服电机和传动轴，对中性较好，成本介于上述两种联接方法之间。 单向、双向精密膜片弹性联轴器的轴型式及代号，联接型式及代号，轴孔尺寸，联接尺寸以轴孔与轴伸的配合请参见附录《联轴器轴孔和联接型式与尺寸》GB/T 3852-1997中的有关规定。 3)单向、双向精密膜片弹性联轴器的标记 1.单向、双向精密膜片弹性联轴器的型号 单向、双向精密膜片弹性联轴器可分为单向膜片联轴器可分为单向膜片联轴器，型号为DML 和双向膜片弹性联轴器，型号为SML。在双向膜片弹性联轴器中，按隔套的长短又可分为短隔套型，型号为SML/D；标准隔套型，型号为SML；长隔套型，型号为SML/C。 2.单向、双向精密膜片弹性联轴器的规格代号 单向、双向精密膜片弹性联轴器尺寸大小用规格代号表示。规格代号用数字表示，从01起顺 应力分析 摘要：对六孔圆环形和束腰形膜片，利用有限元方法和薄板弯曲理论建立膜片应力计算模型。引入改进的局部应力-应变法，建立计算膜片联轴器膜片疲劳裂纹形成寿命的模型和方法。定量分析两种形式膜片的应力、附加载荷的疲劳寿命，最后，得出对膜片组设计有参考价值的结论。 关键词：膜片；联轴器；局部应力—应变法；疲劳；裂纹 引言 膜片联轴器(亦称叠片、钢片联轴器)是一种有广泛发展前途的、新型的、可取代齿式联轴器的两轴联接装置。它由两端轴、膜片组、中间轴和连接螺栓组成(图1)。其中，膜片组由一定数量的薄不锈钢涂层膜片叠合而成，通过它来传递转矩和运动。 图1膜片联轴器结构示意图() 联轴器所连接的两轴，由于制造和安装误差、承载变形、热变形以及机座下沉等原因，轴线间会产生某种程度的轴向、角向、径向偏移。轴线的相对偏移会在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷，使机组工作条件恶化。膜片联轴器能通过膜片的挠性来吸收轴线间的三向偏移，改善工作条件。膜片联轴器能传递大的转矩，而且具有结构简单、加工方便、不需润滑等优点，因而广泛应用于航空、舰船、石油化工、机械制造等领域。 本文根据膜片的结构和工作特点，针对工程设计中常见的六孔圆环形和束腰形膜片(图2、3)，利用有限元方法建模，分析膜片的应力，并编写了相应的应力计算软件。在此基础上，引入修正的局部应力-应变法估算膜片疲劳裂纹形成寿命，为工程设计提供了理论依据与方法。 图2圆环形膜片 图3束腰形膜片 1膜片应力分析 膜片是膜片挠性联轴器的关键元件，由于轴线间偏移、传递转矩、承受离心力，膜片工作时处于复杂的受力状态。膜片作为弹性元件，承受的负荷如表1所示。 表1膜片承受的负荷 轴向偏移传递转矩旋转离心力螺栓拧紧力角向偏移 弯曲应力膜面应力离心应力挤压应力弯曲应力 表中前4种为稳态应力，后一种为交变应力，这里着重讨论轴线间偏移和传递转矩时膜片的应力。 膜片变形是薄板弯曲问题，一般情况下，膜片承受的预变形是小变形，采用小挠度理论来处理。 膜片上相邻两孔的螺栓分别与两端轴和中间轴的凸沿相连接，即螺栓相间反向布置，导致它们之间通过膜片的挠性可以有相对位移。当确定一个孔所在的位置是固定时，相邻的两孔处，由于预变形而导致法向作用力，对隔过一个孔的第三孔，又可为固定约束。图4说明了这种约束与载荷的作用情况。 图4膜片预变形受力与约束情况 根据轴向预变形的载荷对称性和结构对称性，可取三分之一膜片来进行分析(图5)。小变形条件下，可以应用薄板弯曲小挠度理论。对三分之一膜片进行网格划分(三角形薄板单元)和有限元计算，每个节点有三个自由度。如果约束AB、CD边的自由度，则应力计算值将过大。实际上，膜片AB、CD处可以发生翘曲等不规则的变形，故AB、CD边应作为自由边。在两端的半圆孔上施加约束，中间螺孔承受载荷。这样就把它作为静定简支结构来处理。膜片模型有两种形式，即图5a忽略螺孔的影响和图5b 计及螺孔的影响，为了更精确，宜采用图5b所示的模型。经有限元计算，得到载荷和膜片应力、挠度的对应关系。 对于角向预变形，可近似采用图5的计算模型。 图5 轴向预变形约束及受力图 膜片传递转矩时，转矩是通过主动螺栓利用膜片元件带动从动螺栓，沿螺栓分布圆切线方向传递的(图6)。忽略膜片间微小的相对运动，认为各膜片均匀承担转矩。螺栓作用在膜片上的力在膜片平面内，按平面应力问题求解，取三分之一膜片的一半，简化计算模型如图7所示。 压力容器应力分析设计方法的进展和评述 姓名：XXX 部门：XXX 日期：XXX 压力容器应力分析设计方法的进展和评述压力容器的使用范围非常的广泛，在此基础上，我们一定更加重视其使用的效果。其中，压力容器应力分析是重要的工作，所以，讨论压力容器应力分析设计工作很有必要。压力容器概述 1.1.概念 所谓的压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热器和分离器均属压力容器。 1.2.用途 压力容器的用途十分广泛。它是在石油化工学、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完全不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。分析设计方法 在ASME老版中分析设计方法的全称是“以应力分析方法为基础的设计”,简称“应力分析设计”,再简称为“分析设计”。它的特点是: 2.1.要求对压力容器及其部件进行详细的弹性应力分析。可以采用理论分析、数值计算或试验测定来进行弹性应力分析。 2.2.强度校核时采用塑性失效准则。包括用极限载荷控制一次应力,以防止整体塑性垮塌失效。用安定载荷控制一次加二次应力以及用疲劳寿命控制最大总应力,以防止循环失效等。 第 2 页共 6 页 2.3.根据塑性失效准则对弹性应力进行分类。 2.4.根据等安全裕度原则确定危险性不同的各类应力的许用极限值。综合起来可以说,“应力分析设计”是一种以弹性应力分析和塑性失效准则为基础的应力分类设计方法。近年来被简称为“应力分类法”。早期(老版中)的“分析设计”只包含这一种方法。随着先进的力学分析方法和手段的不断成熟(即其有效性和可靠性达到实际工程应用的水平),ASME新版和欧盟标准都及时地扩充了“分析设计”采用的方法,同时对“分析设计”的含义也有所调整。最突出的表现为: 2.4.1.从弹性应力分析扩充到弹塑性分析。和应力分类法(弹性应力分析方法)并行地提出了弹塑性分析方法和极限载荷分析方法(ASME)或直接法(欧盟)。 2.4.2.把能够给出显式表达式的解析解都调整到“规则设计”中,“分析设计”只规定通用性强的数值分析方法。另一方面,在“规则设计”公式的强度校核中又引入了应力分类的思想。 随着时间的推移和科学的发展,“分析设计”的方法和内容还会有新的扩充和调整。在现阶段可以说,“分析设计”是一种以塑性失效准则为基础、采用先进力学分析手段的压力容器设计方法。先进的材料、工艺和检测水平是保证分析设计能得以实施的前提条件。应力分类法 3.1.应力分类法是当今分析设计的主流方法 应力分类法有如下优点: 3.1.1.简单。采用工程设计人员非常熟悉的弹性应力分析方法。应力评定时直接给出各类等效应力的许用值,因而应力分类后的强度校核与常规设计类似。 第 3 页共 6 页联轴器设计报告
压力容器材料选择
单向、双向精密膜片弹性联轴器
膜片联轴器应力分析
压力容器应力分析设计方法的进展和评述