压力容器的常规设计法和分析设计法有何主要区别？

rgsmdqy

压力容器的常规设计法和分析设计法有何主要区别？

驿马狂奔

压力容器分析设计从设计思想上放弃了传统的弹性失效设计准则！应用极限分析和安定性原理；允许结构出现可控制的局部塑性区，允许对峰值应力部位做有限寿命设计；目前的分析设计主要有两种方法：应力分析法（弹性应力分析与塑性设计准则相结合的方法）和直接方法（非弹性分析方法）。在应力分类法中，如何进行应力分类是对:计算结果进行正确评定的关键问题；而在直接方法中，主要是确定压力容器在载荷作用下的极限承载能力

驿马狂奔

1 ?) {5 u2 ?! B
  w2 {& K- g  ^# ]- U: \主要说说两种设计的不同出发点与设计准则等。
+ K& i8 r4 ?. O  n6 m常规设计：
& e* G3 H1 J5 r; a, o设计出发点：考虑单一的最大载荷工况，按一次施加静载处理，不考虑交变载荷，不区分短期和永久载荷，也不考虑疲劳寿命的问题，以简化的材料力学公式和板壳理论中的无力矩理论公式为主。（第一强度理论）
按弹性失效准则，以最大主应力理论为基础来确定主要受压元件的尺寸。
特点：设计中，应力不分类，在要考虑热应力是，只是将热应力与有机械载荷引起的应力叠加。
, l0 b: T! v9 l) A. I" U& @规范：GB150
- }( l3 G: ?& r1 H1 p4 o2 y缺点：
1、对各应力的作用区域及危害没有细致区分，给设计带来一定盲目性
2、对于大型、结构复杂的容器，利用弹性失效准则，有可能造成材料的消耗跟成本的增加，不够环保与经济。
3、完全忽略疲劳寿命，存在一定的安全隐患。
% u/ {0 a0 u4 V* ^7 r8 H4、对于热应力很大的设备，计算结果如果增加壁厚，反而会更加促长了温差效应。
应用：目前压力容器普遍采用的计算方法
分析设计：
! ^5 V2 w/ F, p& f" U5 @& Y' {0 i1、设计出发点：考虑各种载荷条件的可能组合。将应力根据其起因、来源、作用范围、性质和危害程度不同进行分类。以最大剪应力理论来确定受压元件的尺寸。（第三强度理论）
设计准则：以弹性力学的薄壳理论为进出进行计算，根据塑性失效准弹性失效准则、弹性失效准则和疲劳失效准则，采用有限单元法、板壳理论的解析法活试验应力实测法。
4 D& i' e- t' j7 B9 @2、特点：各应力全面计算，考虑全面。
: \' S1 D# W- z规范：JB47327
/ Z% ^2 R# A/ b" s% b9 ?缺点：必须先假定元件的所有尺寸，发现不满足条件要求，需重新调整计算，计算十分复杂。
4 `0 O/ j/ Q$ u: R! I; o: b1 K' x应用：少数大型、操作条件苛刻的重要设备上采用

3088

常规设计法，是以弹性失效为准则，以薄膜应力为基础，来计算元件的厚度。限定最大应力不超过一定的许用值（通常为1倍许用应力）。对容器中存在的较大的边缘应力等局部应力以应力增强系数等形式加以体现，并对计及局部应力后的最大应力取与薄膜应力相同的强度许用值。

GB/T150中的内压圆筒、球壳的厚度即是针对元件中的薄膜应力（一次总体薄膜应力），并控制在1倍许用应力水平进行计算的。而对椭圆封头、蝶形封头的厚度则是计及封头与圆筒边缘效应的局部应力，并将其与薄膜应力叠加后的最大应力控制在1倍许用应力进行计算的。常规设计法方法简明，但不完全合理，且偏保守。

3088

分析设计法，以塑性失效及弹塑性失效准则为基础，计及容器中的各种应力，如总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力，进行准确计算，并对应力加以分类，按照不同应力引起的不同破坏形式，分别予以不同的强度限制条件，以此对元件的厚度进行计算。按该法设计的容器更趋科学合理、安全可靠且可体现一定的经济效益。

) T' Y/ Z$ f6 t! x) ~JB4732标准中对各种元件的厚度计算即是建立在应力分析基础上并采用第三强度理论。其中内压圆筒、球壳的计算公式型式上虽与GB/T150的相应公式相同，但其计算意义是完全不同的。