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还是那张图,看明白JB4732标准中耐压试验应力强度校核条件的理论来源!

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压力容器耐压试验是压力容器设计中的一项重要技术要求,可检验压力容器的强度、刚度、稳定性、密封结构的密封性及焊接接头的致密性等性能,是对设计、制造、材料等方面的综合考察,是保证设备安全的重要措施。GB/T150JB4732标准中对于耐压试验的应力校核的条件有很大的区别。那么,区别在哪里?应力校核条件的理论来源是什么?  

我们先来看看GB/T150标准中耐压试验应力校核的条件,如下所示:

再来看看JB4732标准中耐压试验应力校核的条件,如下所示:

从以上可看出两点明显的区别:  

区别1GB/T150中规定当超过公式计算的试验压力时,就需要校核各受压元件在试验条件下的应力水平;而JB4732中规定当超过公式计算的试验压力6%时,才需要进行应力强度的校核来确定试验压力的上限。  

区别2GB/T150中只校核最大总体薄膜应力;而JB4732中既需要校核一次总体薄膜应力强度,还需要校核一次薄膜+一次弯曲应力强度。  

从上述区别可知:分析设计中对耐压试验的应力强度校核比常规设计的规定更具有针对性,秉承了分析设计中详细应力分析的核心,对试验时壳体上的应力同样进行分类并给予不同的校核条件,以最大限度的实现耐压试验的目的(个人理解,JB4732中对耐压试验压力上限的提高便是基于应力分类的精确性、可靠性和等安全裕度的原则,更加符合结构承载极限的规律,以更大限度的提高耐压试验的压力,达到耐压试验的各种目的,更为可靠的保障设备的安全性)。

那么,JB4732中应力强度校核条件是基于什么理论来确定的呢?  

上篇文章中介绍了由矩形截面梁在拉、弯联合作用下达到极限状态时的推导公式而得到的破坏条件:一张图直观的看明白许用应力的来源和安全裕量究竟有多少!即下图中的ABCD曲线(下图中叫结构极限限制)。

以上推导出的梁在拉、弯联合作用时的极限破坏条件为理论值。为了从极限范围得到液压试验时的应力强度校核条件以便于工程应用,先将上述极限载荷条件进行简化,在Pm0.9Rel的范围内,以两条相连的直线ABBC代替曲线ABC,这样就得到一个简化并保守的极限载荷范围(如上图所示)。由该简化曲线可得出如下条件:  

1)当Pm0.67Rel时,直线AB的方程为:

 (Pm+Pb) / Rel=1.5

2)当0.67RelPm0.9Rel时,直线BC的方程为:(Pm+Pb) / Rel=2.4-1.35 Pm/ Rel
而在实际工程设计时,并不能以此来限定,还应考虑其它各种因素并给予一定的安全系数以进一步确保工程应用的可靠性和安全性。对于耐压试验,因是一个短期临时载荷,对其安全系数取值不高(个人理解),标准中是乘以0.9倍的屈服强度,将上图中ABBC两条直线的纵坐标进行比例缩减,即乘以0.9,便得到A’B’B’C’的方程:  
1)当Pm0.67Rel时,直线A’B’的方程为:
(Pm+Pb) / Rel=1.35

2)当0.67RelPm0.9Rel时,直线B’C’的方程为:(Pm+Pb) / Rel=2.16-1.215 Pm/ Rel

将上述方程稍作圆整,便得到了JB4732标准中耐压试验时对一次总体薄膜应力强度、一次薄膜+一次弯曲应力强度的校核条件:  
1)当Pm0.67Rel时,直线A’B’的方程为:Pm+Pb≤1.35Rel
2)当0.67RelPm0.9Rel时,直线B’C’的方程为:Pm+Pb≤2.15Rel-1.2 Pm

上述公式中:Pm为一次总体薄膜应力,即标准中的SⅠ;Pb为一次薄膜应力+一次弯曲应力SⅢ。  

以上耐压试验应力强度校核条件是JB4732-1995(2005年确认)版本中的规定。我们再看看之前发布的JB4732征求意见稿中是怎么规定的?如下图所示:

从上图可看出:征求意见稿中对一次总体薄膜应力强度的校核条件是没有变化的,而对一次薄膜+一次弯曲应力强度的校核条件则有些许改动,气压和气液组合的规定也发生了变化,欢迎知道原因的朋友在评论区留言讨论。

来源:ANSYS分析设计人
焊接理论材料试验ANSYS
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-08-29
最近编辑:10月前
ANSYS分析设计人
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