压力容器分析设计
压力容器设计分析模型方案
压力容器设计分析模型方案1问题分析本次分析是针对换热器标准椭圆形封头（S30408）开孔进行分析。
图1 部件图筒体内径D i=850mm，壁厚t=12mm；标准椭圆形封头内径D i=850mm，壁厚t=12mm；在椭圆封头顶端开孔，且接管尺寸为φ524×20mm，筒体侧面开孔尺寸DN=50mm，且距离筒体上端部为250mm。
根据GB150-2011第152页得，凸形封头D i，得本模型中最大开孔应为425mm，显然不符合或球壳上开孔最大直径d≤12GB150-2011的规定，因此不能采用常规设计。
则应按照JB4732-95进行分析设计，我们可以通过有限元建立模型进行应力评定。
在筒体上有一个开孔，对于一般钢材泊松比v=0.3，应力衰减长度x=2.5√Rt=178.54mm<250mm,因此在利用ansys建模时可以忽略其应力影响。
通过观察发现本模型可以采用对称型建立模型，同时在接管顶端施加端面平衡载荷P c=pD i2,其中内压p=1.6MPa。
(D i+2t)2−D i22基本参数2.1 设计参数由模型总图得管程设计压力p=1.6MPa，设计温度为-10~130℃，取T=130℃。
取筒体长度L=500mm，标准椭圆形封头直边段L1=25.5mm，大开空接管外伸长度L2=212mm，接管倒角R=5mm。
2.2 材料参数由GB150-2011和JB4732-95标准，查得S30408不锈钢在该温度下材料性能参数如下：根据GB150-2011第84页插值得：E130℃=187GPa根据GB150-2011第49页插值得：[σ]130℃=137MPa根据JB4732-95表6-2钢材的设计应力强度，通过插值得到相应设计温度下的S30408材料的设计应力强度为：σs20℃=205MPa；厚度为3~60mm时，S m130℃=137MPa3有限元建模3.1几何模型简化选用plane183单元，在options中K3设置Axisymmetric，建立几何模型。
压力容器的常规设计和分析设计
科 技 圈 向导
２１年第 ２ 期 ０２ ｌ
压力容器的常规设计和分析设计
高 峰 ｆ 矿 煤 化 工 程有 限公 司 山东 兖
【 摘
兖州
２２ Ｏ ） ７ １ ０
要】 当前 ， 分析设计 目前 已成为压 力容 器的重要设计方 法。 文首先 阐述 了压力容器分析设计与常规设计的不同。 本 然后 分析设 计中应
形 而破坏 。一次应力又分总体薄膜应力 、 一次弯 曲应力 和局部 薄膜应 力 例如承受内压圆筒 的器壁 中的环 向应力 即为 总体薄膜应力： 平封 头或 顶盖 中央部分在 内压作用下产生 的应力 即为 一次弯曲应力： 壳体 在 固定支座或接管处 由外载荷和力矩产生的应力为局部薄膜应力 ： 二 是二次应力 。 二次应力是 由于容器部件的 自身约束或相邻部件 的约束 而产 生的正应 力或剪应力。它 的基本特点具有 “ 自限性 ” ， 即局部屈服 和小量变形 就会使约束缓 和 、 变形协调 ． 只要不反复加载 ， 二次应力不 会引起容器结构破坏 ： 三是峰值应力 峰值应力是 因局部结构不连续 １常规设计与分析设计 ． 它具有最高 的应力值 它的基本特 过去压力容器及其部件 的设计基本上属于常规设计 ． 我国现在执 或形状 突变 引起 的局部应力集 中。 自限性” 局部性”峰值 应力不会 引起容器 明显 的变形 和“ ， 行 的相应的设计规范是《 钢制压力容器） ｉ Ｓ — ９ １ 常规设计的特 点具有“ ） ｎ ０ （ Ｇ ８。 ３常 规设 计 和 分 析 设 计 比较 ． 点是： 简体及其部件 的应 力不 允许超过弹性范围 内的某一许用 值 如 果达到这一要求 ． 为筒体或部件就是 比较可靠 的 这样做 比较简 即认 常规设计是一种简单易行的传统设计方法． 而分析设计则不 同． 它 单． 以现成 的设 计公 式及 曲线为依 据 ． 多年来 一直按这样 的方 法进行 需要详尽 的应力分析报告为依据 需要近代 的分析计算 工具和实验技 设 计。 然而 ， 这种方法 比较粗糙 ． 许多重要因素都 未考虑进去 。以内压 术为手段， 因而提供 了充分的强度数 据对 新工艺 、 新材料 、 新结构 和新 圆筒为例 ， 常规设计 时只考虑薄膜应力 ， 在 至于 温差应力 、 边缘应力以 工况更具科 学性 和可靠性 分析设计提高 了许用应力． 降低了安全系 及 交变应 力引起 的疲劳等 问题均未考虑 所 以在规范 中 ． 为了保证容 数 ３ 多年来 的实际运行表 明： Ｏ 采用分析设计的容器安全 可靠． 且具有 器 的安全可靠在设 计中就采用 了较高 的安全 系数 。最早 的安 全系数 经济 胜； 与常规设 计相 比， 可节省材料 ２ ％～ ０ 在一定程 度上有效减 ０ ３ ％． ｎ ５ ４ 年代末改为 ｎ ４ 这样做实 际上是企 图以高 的安全系数来包罗 少制造加工量 、 ： ．０ ＝。 降低运输费用 但对 于选 材 、 制造 、 检验和验收规定 了 各 种因素 的影 响． 存在一些 问题 比常规设计更为严格的要求 下面是 常规设计与分析设计的对比 近年来 ， 由于锅 炉、 石油 、 化工 等行 业 的发展 ， 压力容器设计 参数 ① 比较项 目： 设计准则。 常规设计 ： 弹性失效 ： 只允许存在弹性变 提高． 使用条件也越来 越苛刻 ． 如果 单纯依靠提高 安全系数 的办法来 分析设计 ： 弹性失效 ＇ 塑性失效 ； ｊ 单 允许 出现 局部 的、 可控制 的塑性变 保 证强度 ． 导致设计变得不合理 。 会 为了防止这种现象 的发生 ． 我们在 形 （． １ 极限载荷（ 一次加载 ２安定 载荷反复加载） ． 。 结构型式 与材料方 面采取相应措施外 ． 还必须从设计观 点和设 计方法 ② 比较项 目： 载荷 。 常规设计 ： 静载荷 。 分析设计 ： 静载荷 、 交变载 上加以改进和发展 目前世 界上一些先进 的国家都在运用应力分析方 荷 。 法 ． 国也 于 １９ 年颁 布 了ｆ 我 ９５ 钢制压 力容器一一 分析设计 标准） Ｂ ７ （ ４ Ｊ ③ 比较项 目： 分析方法。 常规设计 ： 薄膜理论 、 材料力学方法 、 简化 犯 一 ９ ） 要求把零部件 中的应力较为准确地设计 出来或用应 力测试 公式加经验 系数 。分析设计 ： ５． 弹性或塑性力学分析ｆ 理论方 法、 数值方 法 测定 出来 。其次是引入 了极 限分析与安定性分析 的概念 ， 对求得的 法 、 实验方法）板壳理论 。 、 应力 加以分类和加 以限制 ④ 比较项 目： 应力评定。 常规设计 ： 应力不分类 、 同一 的许用应力 、 分析设计和常规设计 的主要 区别如下： 用第一强度理论 、 基本安全系数较大 。分析设计 ： 力分类 、 应 用应力强 用第 基本安全系数较小。 ①分 析设计 比常规设 计在选材 、 结构 、 设计 、 制造 、 检脸和使 用等 度对各类应力进行评定 、 三强度理论 、 方 面都提 出了较高 的要求和较多的限击峰件。 ⑤ 比较项 目： 材料。 常规要求 。 分析设计 ： 质、 优 延性好 、 性能稳定 ②分析设计考虑容器低循环疲劳失效 。 而常规设计并未包 括疲劳 ⑥ 比较项 目： 制造 、 检验。 常规设计 ： 常规要求。 分析设计 ： 整体 陛、 连续性 、 相贯处光滑过渡 、 全焊透、０ ％ １０ 探伤 。 分 析。 ③分 析设计考虑疲劳分析时要求详细计算温差应力 ． 而常规设计 分析设计方法虽然合 理而先进－ 却需要进行大量 复杂的分析计 ｆ 旦 除个 别元件外一般无此要求 算． 需要计算机 才能完成， 因而提高 了设计 费用 和时间， 以。 所 只有当设 ④ 分析设计采用最 大剪应 力理论 ． 而常规设计 ． 最大主应 力 计高参数 、 采用 重要的容器时才 采用这种方法 。但有些容器必须采用分析 理论 。 设计而无其 它选 择 对 一般的常规容器． 长期的实践证 明采用传 统的 ⑤ 分析设计原则上要 求对容器元 件各个部位 的应力进行详 细计 常规设计方法完全可以满足容器 的安全性。 如采用 分析设 计方法． 虽然 算 ． 根据各种应力对 元件失效所起不 同的作用予 以分类 ． 并 然后对 不 节省部分钢材， 却提高了设计 、 制造 费用， 实际上是不合算的。 因而美国 同类别 的应力采用不同的应力校核条件加以限制。 而常规设甘一般不 Ａ Ｍ Ｓ Ｅ规范 同时规定 了上述两种设计准则 ’ 我国也颁 布了 Ｇ １０ １９ Ｂ５— ９８ 计算 某些 局部应力 ． 针对具体结构 引人 不 同的结构 系数 ． 仅 也不对应 《 钢制压 力容器》 Ｊ ４ ３ — ５ 钢制压力容 器—— 分析设计标准 》 和 Ｂ ７２９ 《 ， 根 力进行分类 。 据不 同情况进行不同选择 分析设计是一个整体。 计准则的不 同． 设 要 求与之配套 的一 系列规 范和措 施也不同， 包括材料选用 、 制造工艺 、 检 ２分 析 设计 中应 力分 类 及 其 应 用 ． 分析设 计涉 及了各种可能失效模式 中一些 主要 的失效模式 ， 计 验要求 、 程序 、 制造资格 等方面 ； 常规设计 方法 简单易行， 设 计算 设计 而 具 但 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 有丰 富的使用经 验， 有时却无法解释压力容器 出现 的一些事 故 所 设计者应 根据实践 经验， 经济 通过 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 以 常规设 计和分析设 计不能混用 ， 并
压力容器设计：技术策略与方案深度分析
压力容器设计：技术策略与方案深度分析压力容器（Pressure Vessel）是一种普遍应用于工业领域的设备，它可以承受高压、高温等极端条件下的工作环境。
随着科技的不断发展，人们对压力容器的要求也越来越高，需要设计出更加稳定、可靠、安全的压力容器。
本文将就压力容器设计的技术策略与方案进行深入分析，并通过2023年的前瞻展望，展望未来压力容器领域的发展趋势。
一、压力容器设计中需要考虑的因素压力容器设计需要考虑的因素有很多，包括但不限于以下内容：1.材料选择压力容器的材料选择直接关系到容器的牢固程度和承载能力。
一般来说，压力容器可以采用不锈钢、合金钢、钛合金等材料。
2.结构设计良好的结构设计可以提高压力容器的抗压性能。
设计包括容器壳体结构形式、截面形状和尺寸、孔口的设置和布局等方面。
3.制造工艺制造工艺是保证压力容器制造质量和使用寿命的重要因素。
制造工艺包括热处理、造型、焊接、压力测试等过程。
4.使用环境压力容器的使用环境是影响容器使用寿命的关键因素，需要考虑温度、压力骤变等外界因素。
二、大规模工业制造对压力容器设计的影响随着制造业的不断发展，越来越多的企业开始使用大规模工业制造方法来生产压力容器。
大规模工业制造在提高生产效率的同时也加大了压力容器的制造难度。
这就需要在设计压力容器时更加注重规范标准和精细化技术。
为了保证生产效率和质量，压力容器制造需要遵循相关标准规范，例如ASME BPVC、EN 13445、GB 150等。
在设计过程中，应遵循相关标准规范，保证压力容器在材料选择、结构设计、制造工艺、压力测试等方面的安全性和可靠性，从而保障使用过程中的安全。
在大规模工业制造下，压力容器制造除了考虑工艺上的难点，还需要更高的自动化技术和专业化生产设备。
尤其在焊接技术方面，自动化水平提高将有利于提高生产效率，减少制造误差。
三、未来的压力容器设计趋势未来压力容器设计趋势主要表现在以下几个方面：1.轻量化设计轻量化设计是未来压力容器设计的一个重要趋势。
压力容器的设计问题分析
压力容器的设计问题分析摘要：本论文旨在对压力容器的设计问题进行分析，并探讨相关的挑战和未来发展方向。
首先介绍了压力容器的定义、分类和设计原则，以及力学性能要求。
然后详细讨论了材料选择与应力分析、结构设计与优化、焊接和连接技术，以及压力容器的安全性评估和监测等关键问题。
在现有问题和挑战方面，指出了安全性问题、材料选择和性能、环境影响以及监测与维护等方面的挑战。
本论文的研究有助于同业者更好地理解和解决压力容器设计中的问题，提高其安全性、可靠性和可持续性。
关键词：压力容器，容器设计，问题分析，探讨1压力容器设计的基本原理1.1 压力容器的定义和分类压力容器是指能够承受一定的内外压力，并用于储存、运输或处理液体、气体或多相物质的设备。
它们通常由金属或合金材料制造而成，具有一定的强度和密封性能。
现如今，压力容器广泛应用于化工、石油、能源、制药、食品等不同的领域。
根据结构和功能特点的不同，压力容器可分为以下几类：（1）容器类型：常见的容器类型包括储罐、反应器、分离器、换热器等等。
（2）压力等级：根据承受的压力范围，压力容器可分为低压容器、中压容器以及高压容器。
（3）安装位置：压力容器可以分为立式容器、卧式容器和倾斜式容器，根据实际需要安装在不同位置和方向上。
1.2 压力容器设计的基本原则和流程压力容器设计需要遵循以下基本原则和流程：（1）确定设计条件：确定容器的工作压力和温度等不同的设计条件，并根据相关规范和标准进行选择。
（2）材料选择：根据设计条件、介质性质和环境要求选择合适的材料，比如常用的钢材、合金材料等等。
（3）结构设计：设计容器的结构形式、壁厚、尺寸和连接方式等，以满足强度、刚度和泄漏要求。
（4）强度校核：进行容器的应力分析和强度校核，确保设计的容器在工作条件下具有足够的强度和稳定性。
（5）密封性设计：确保容器具有良好的密封性能，防止泄漏和安全隐患的发生。
（6）监测和维护设计：考虑容器的监测和维护手段，以保证容器安全运行和使用寿命。
压力容器应力分析与安全设计
钢制压力容器 用材料许用应 力的取值方法
碳素钢或低合金钢>420℃，铬钼合金钢>450℃， 奥氏体不锈钢>550℃时，同时考虑基于高温蠕变极限
或持久强度
的许用应力
即
或
压力容器应力分析与安全设计
表9-2 钢制压力容器用材料许用应力的取值方法
材料
许用应力 取下列各值中的最小值/MPa
压力容器应力分析与安全设计
3. 对边缘应力的处理
若用塑性好的材料制造筒体，可减少容器发生破坏的危险 性。 正是由于边缘应力的局部性与自限性，设计中一般不 按局部应力来确定厚度，而是在结构上作局部处理。但对 于脆性材料，必须考虑边缘应力的影响。
压力容器应力分析与安全设计
第二节 压力容器的安全设计
压力容器设计是保障压力容器安全的首要环 节。压力容器设计从安全角度包括强度安全设计和 结构安全设计，两者都离不开正确选材，不同材料 的容器的承载能力与结构可靠程度是不同的。
碳素钢、低合金 钢、铁素体高合
金钢
奥氏体高合金钢
压力容器应力分析与安全设计
4、焊接接头系数——焊缝金属与母材强度的比值，反映容器 强度受削弱的程度。
焊缝缺陷
夹渣、未熔透、 裂纹、气孔等
焊缝热影响区晶粒粗大
薄弱环节
母材强度或塑性降低
影响因素
接头形式 无损检测要求及长度比例
压力容器应力分析与安全设计
焊缝系数的大小与材料的焊接性能、被焊母材的厚度、焊接 结构、坡 口型式、焊接方法、焊缝无损检测长度比例以及焊前 预热处理及焊后热处理等因素有关。目前我国《钢制压力容器》 中的焊缝系数主要依据焊缝结构、坡口型式、无损检测的要求等 确定。焊缝系数的选择见下表。
压力容器分析设计基础课件
18MnNiMoNbR
≥27J
6 可否使用非压 p ≤1.0MPa, t=0-350 ℃ 力容器用钢板 δ≤16mm,可用A3或阿AY3
7 可否使用沸腾 p ≤0.6MPa, t=0-250 ℃
钢板
δ≤12mm,可用A3F或AY3F
σb ≤450MPa ≥20J >450-515MPa ≥24J >515-590MPa ≥27J >590-650MPa ≥31J 不可
差
20mm<L≤30mm,允差1/1000
7 接管底部要求 没有规定
内表面转角半径r≥1/4壳厚， 且不大于20mm
对于插入接管， r≥1/4管厚， 且不大于10mm
8 对焊缝的接头 按施焊方法与焊缝深δ规定 考虑材料因素与焊缝深度δ规
余高
余高。例如手工焊， 25mm<δ≤50mm余高0-3mm δ>50mm,余高0-4mm
定余高，例σb>540MPa, 25mm<δ≤50mm,余高0-10%δ,
且≤3mm; δ>50mm,余高≤3mm
9 焊接接头表面 裂纹、气孔、弧坑、夹渣； 裂纹、气孔、咬边、弧坑、夹 不应有的缺陷 除规定材料不得咬边外，其 渣 他咬边深≤0.5mm，长 ≤100mm，两侧咬边总厂度 不得超过焊缝长度的10%
➢ 由于不考虑可变载荷对容器各个部位引起不同的应力与变 形，故无法进行疲劳分析和预计寿命，亦不能推测失效起 源于何处。
➢ 弹性失效并不表明容器的承载能力已经耗尽。不同性质的 应力取同一应力评定判据是不合理的，这对设计复杂结构 的大型容器很不经济。而有效利用结构的塑性行为已被证 明是可行的。
➢ 取较高的安全系数无疑掩盖了失效的实质。其结果增加了 材料消耗和制造成本，而对容器安全有时适得其反。
低温压力容器的设计分析
低温压力容器的设计分析低温压力容器是指在低于零度的环境中工作的容器，通常用于存储和运输液态气体，液氮、液氧、液氩等均为常见的低温液体。
由于低温环境下物质的特性会发生变化，因此低温压力容器的设计必须考虑到这些因素，以确保容器在安全可靠地工作。
本文将对低温压力容器的设计要点和分析进行探讨。
一、设计要点1.材料选用2.结构设计3.绝热设计由于低温液体的蒸发潜热较高，容器内的温度会迅速下降，导致容器表面结霜。
为了减少热量的散失，提高容器的绝热性能是必要的。
可以采取增加绝热层厚度、使用保温材料等措施来提高容器的绝热性能。
4.安全阀设计低温液体具有较大的蒸气压，一旦容器内压力过高，就会导致容器爆炸。
因此，在设计中必须考虑安全阀的设置，确保在容器内压力超过设定值时能够及时安全地排放压力。
5.排水设计由于低温液体的存在，容器内部会有凝露水和结冰现象。
这些水汽会降低容器的强度和耐腐蚀性，因此必须设计合理的排水系统，定期排除容器内的凝露水和结冰。
6.储罐涂层为了保护容器免受腐蚀和低温影响，可以在容器表面涂上特殊的防腐涂层。
这些涂层能够增强容器的抗腐蚀性能，延长容器的使用寿命。
二、设计分析针对低温压力容器的设计，需要进行结构分析和性能测试，以验证容器的强度和安全性。
1.结构分析在设计初期，需要进行有限元分析等结构分析，评估容器的受力和变形情况。
通过模拟不同工况下的受力情况，确定容器的最大受力位置和最大应力值，以确保容器在工作过程中不会发生结构破坏。
2.强度测试设计完成后，需要进行强度测试，验证容器的最大承载能力是否符合设计要求。
常见的测试方法包括液压试验、氢氦试验、抗冲击测试等。
通过这些测试，可以验证容器的强度和安全性，确保容器在工作中不会发生泄漏或爆炸等情况。
3.低温性能测试设计完成后，还需要进行低温性能测试，评估容器在低温环境下的工作性能。
通过模拟低温环境下的工作情况，测试容器在不同温度下的性能表现，验证容器的低温抗裂性能和绝热性能。
压力容器分析设计招标(3篇)
第1篇一、招标项目名称压力容器分析设计项目二、招标项目编号[招标项目编号]三、招标项目概况1. 项目名称：[项目名称]2. 项目地点：[项目地点]3. 项目规模：[项目规模]4. 项目内容：压力容器分析设计，包括但不限于：（1）容器结构分析：根据容器用途、操作条件、材料性能等因素，进行容器结构的强度、稳定性、疲劳分析等。
（2）热力学分析：对容器进行热传导、热对流、热辐射分析，确保容器在高温、低温、温差等工况下安全运行。
（3）材料选择与优化：根据容器用途、操作条件、设计规范等因素，选择合适的材料，并进行材料性能分析。
（4）工艺设计：根据容器用途、操作条件、设计规范等因素，进行容器工艺设计，包括容器结构、尺寸、连接方式等。
（5）强度校核：对容器进行强度校核，确保容器在正常操作条件下满足设计规范要求。
5. 招标范围：上述压力容器分析设计项目的全部内容。
四、投标人资格要求1. 具有独立法人资格，注册资金不少于人民币100万元。
2. 具有压力容器设计甲级资质。
3. 具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度。
4. 具有类似项目设计经验，并在近三年内成功完成至少1个类似项目。
5. 具有完善的质保体系，具备压力容器设计、制造、安装、检验等相关技术力量。
6. 投标人不得存在被吊销营业执照、被责令停业、被列入失信被执行人等不良记录。
五、招标文件获取1. 招标文件获取时间：[招标文件获取时间]2. 招标文件获取方式：[招标文件获取方式]3. 招标文件售价：[招标文件售价]六、投标文件递交1. 投标文件递交截止时间：[投标文件递交截止时间]2. 投标文件递交地点：[投标文件递交地点]3. 投标文件递交方式：[投标文件递交方式]七、开标时间及地点1. 开标时间：[开标时间]2. 开标地点：[开标地点]八、评标办法1. 评标委员会由5名专家组成，其中技术专家3名，经济专家2名。
2. 评标委员会按照招标文件规定的评标办法对投标文件进行评审，包括技术评审、商务评审和综合评审。
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永远不说永远，从来不说重来，生命不相信如果，不要让每一次过错与错过都重新来过目录第1章引言1第2章概述32.1 分析设计直接法概述32.2 术语和定义52.2.1 与失效相关的术语52.2.2 与载荷有关的术语92.2.3 与模型有关的术语132.2.4 与厚度相关的术语152.2.5 与响应相关的术语152.2.6 与设计校核有关的术语172.3 载荷特征值和特征函数概述212.3.1 承压设备指令中的要求212.3.2 根据PED要求得到的载荷特征值和特征函数222.4 设计模型和本构关系概述242.4.1 设计模型242.4.2 材料本构关系概述26第3章设计校核与载荷工况333.1 设计校核333.2 载荷工况343.3 步骤383.3.1 步骤一建立载荷工况清单383.3.2 步骤二建立设计校核表393.3.3 步骤三建立设计模型403.3.4 步骤四进行校核403.3.5 步骤五结论413.4 工程实际案例41第4章总体塑性变形设计校核(GPD-DC)424.1 前言424.2 步骤444.3 设计模型454.4 载荷设计值484.5 原理494.6 应用准则514.7 工程实际案例51第5章渐增塑性变形设计校核(PD-DC)525.1 引言525.2 步骤575.3 设计模型585.4 载荷设计函数605.5 原理605.6 应用准则615.7 工程实际案例63第6章稳定性设计校核(S-DC)646.1 引言646.2 步骤736.3 设计模型736.4 载荷设计值与载荷设计函数756.5 原理766.6 应用准则766.7 工程实际案例76第7章疲劳设计校核(F-DC)777.1 引言777.1.1 疲劳设计校核概述777.1.2 未焊接区域循环疲劳设计校核概述79 7.1.3 焊接区域疲劳设计校核(F-DC)概述84 7.2 步骤887.3 设计模型897.3.1 焊接区的要求897.3.2 未焊接区要求897.3.3 焊接区与非焊接区的通用要求897.4 载荷设计值和设计函数907.5 原理917.6 未焊接区的修正系数917.6.1 塑性修正系数917.6.2 有效应力集中系数937.6.3 表面粗糙度修正系数947.6.4 厚度修正系数947.6.5 平均应力修正系数957.6.6 温度修正系数957.7 焊接区域的修正系数967.7.1 塑性修正系数967.7.2 厚度修正系数967.7.3 温度修正系数977.8 设计疲劳曲线977.8.1 焊接区域的设计疲劳曲线977.8.2 非焊接区域的设计疲劳曲线987.9 循环计数987.9.1 概述987.9.2 水库循环计数法997.10 疲劳损伤累积1017.11 疲劳设计校核方法评述1017.12 焊接区域及表面热点的疲劳设计校核方法1027.13 焊接区域和内部热点的疲劳设计校核方法1037.14 非焊接区域的疲劳设计校核方法1047.15 工程实际案例107第8章静平衡设计校核(SE-DC)1088.1 引言1088.2 步骤1088.3 设计模型1098.4 载荷设计值1098.5 原理1118.6 工程实际案例111附录A 一些实用的安定定理112附录E 实例115附录E.3 如何建立设计校核表115E.3.1 建立夹套快开门容器设计校核表115附录E.4 总体塑性变形设计校核(GPD-DC)118E.4.1 加氢裂化反应器的总体塑性变形设计校核119E.4.2 圆柱壳和半球壳连接过渡区的设计校核125E.4.3 空气冷却器封头的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)133E.4.4 半球形封头上接管的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)143附录E.5 渐增塑性变形设计校核(PD-DC)151E.5.1 加氢裂化反应器的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)151E.5.2 空气冷却器封头的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)158E.5.3 带接管的半球形封头的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)163附录E.6 稳定性设计校核(S-DC)169E.6.1 夹套搅拌容器的第一次稳定性设计校核(S-DC)169E.6.2 夹套搅拌容器的第二次稳定性设计校核(S-DC)173附录E.7 疲劳设计校核(F-DC)175E.7.1 圆柱壳与半球形壳体过渡区的疲劳设计校核(F-DC)175E.7.2 空气冷却器封头的疲劳设计校核(F-DC)178附录E.8 静平衡设计校核(SE-DC)182E.8.1 裙座支承的重型反应塔的静平衡设计校核(SE-DC)182E.8.2 裙座支承的轻型压力容器的静平衡设计校核(SE-DC)186E.8.3 腿式支承的立式贮存容器静平衡设计校核(SE-DC)192附录L：ANSYS输入命令流198L.4.1 加氢裂化反应器的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)198L.4.2 圆柱壳与半球形封头连接处的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)201L.4.3 空气冷却器封头的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)202L.4.4 半球形封头上接管的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)209L.5.1 加氢裂化反应器的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)(模型同L.4.1 模型)210L.5.2 空气冷却器封头的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)210L.5.3 半球形封头上接管的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)(模型关键点同L.4.4 )216L.6.1 夹套快开容器的第一次稳定性设计校核(S-DC)216L.6.2 夹套快开容器的第二次稳定性设计校核(S-DC)219后记221参考文献222序言欧洲标准化委员会技术委员会第54工作组C小组(CEN TC 54 WG C)首次发表分析设计中所使用的新方法草案已有12年之久，该方法被压力容器设计应用的法定基础［即承压设备指令［1］(PED)］所采纳已有7年，《分析设计手册》［3］(一本基于新方法草案的手册)发布也已有5年。
在PED已生效5年，协调性标准EN13445《非直接接触火焰压力容器》的第1部分至第5部分［2］已被批准的情况下，现在似乎是一个合适的时间推出一本具有全面统一内容的有关这个新方法的手册，该方法现被称之为分析设计中的直接法而被放在EN13445《非直接接触火焰压力容器》的第3部分“设计”的规定性附录B中。
作为我所写的德文版基础教材《压力容器结构设计基本原则》［4］的一个继续，本书已酝酿了很久。
通过国际会议上的一些讨论、国际研究团体中得到的经验和有关这一专题所发表的文章［5～12］，我意识到，在压力容器零部件设计领域，推广这个非常有发展前景的新方法的最好途径，就是出版一本英文著作。
压力容器结构设计中所用的校核方法大多数都是基于按公式设计的概念，这些方法以相对简单的计算，结合一些简单的公式和图表，并采用名义设计应力的概念(也称为许用应力、许用工作应力或设计应力强度)，来得到所需要的零部件的厚度或横截面尺寸。
设计规范的大部分篇幅是围绕这个概念，而这个概念仍是压力容器结构设计文化的一部分并且被认为是先进的。
基于按公式设计的方法，其优点仍在于简单，只是在最近几年，基于按公式设计所采用的方程和计算方法才变得越来越复杂以期望得到更精确的结果，虽然经常不能达到目的。
基于按公式设计的方法局限于特定的几何形状和细部结构，它需要严格符合标准中指定的特定规则，只能在公式有效的范围中使用，并需严格符合有关材料、制造和试验要求。
例如，特定的制造公差通常是基于良好的工艺，如果该公差不能满足，则该方法就不能使用，除非有其他的证据。
但一般来说，在该方法范围内，得到这种证据是不可能的。
后记EN13445第3部分附录B给出的基于分析设计的直接法，是对非直接接触火焰压力容器零部件进行更为合理和详细设计所迈出的关键一步。
该方法使我们对压力容器零部件的行为有了更多的了解，特别是它针对各种失效模式给出了不同安全裕度。
在改进设计、在役检测、在役检测程序和在役检测间隔时间的确定，以及基于风险的检测方法等方面，该方法都有较大的优势。
当前存在的对于由足够韧性的钢材制造的非直接接触火焰压力容器的某些限制，其实并不是真正的限制，因为当前的标准显然涵盖了大部分非直接接触火焰压力容器，而且将材料扩展到其它有足够韧性的材料。
在不远的将来，现在对于非直接接触火焰压力容器只能在材料蠕变状态以下操作的限制将不再适用，因为非直接接触火焰压力容器在蠕变状态下的设计草案已经通过了第一轮的审查。
基于结构全概率概念和结构可靠性概念的设计，也许在理论上有更具吸引力和更合理的方法，但是，由于压力容器行业存在着各种各样的设计要求和现象，要使得这些方法被普遍接受，可能还有很长的路要走。
而且，基于分析设计的直接法中所采用的部分安全系数概念在与一些（改进的）概率概念相结合时，有足够的灵活性和开放性，可靠性概念可以作为一个框架，用以确定更加合理的、更好分配的部分安全系数。
在这个方法中，仍有一些细节的处理方式不太令人满意，需要在理论和实验方面继续探讨，欢迎多提宝贵意见。
在用于非直接触火焰压力容器的这一有发展前景的设计方法的普及过程中，我们非常希望这本书会起到相应的帮助。