承压设备分析设计问答（第一回）

各位亲：创建承压设备分析设计问答系列，希望能和大家一起学习，多看书，多查资料，更多更好的应用到实际的设计当中，如果您有什么问题，都可以联系我，给我留言。我会找时间回复。

1.双鞍座卧式容器最大弯矩可能位于容器圆筒（   ）截面上。

A.支座处筒体

B.圆筒中间处

C.圆筒其他位置

解析：双鞍座剪力图和弯矩图如下，弯矩做大的位置支座处筒体

或圆筒中间处  所以答案是 AB

2.GB/T 151 标准中，U 形管换热器夹持形管板（a 型）计算中，校核了管板的哪些应力：（  ）

A.管板中心处环向应力

B.管板中心处径向应力

C.管板布管区周边处径向应力

D.管板布管区周边处剪切应力

E.管板边缘处径向应力

解析：结合JB4732标准进行分析，在不同的工况下，需要校核管板中心r=0，管板布管区与非布管区接茬处r=Rt,以及管板边缘处r=R

处内外表面的径向应力和环向应力，如下图所示。而GB 151仅考虑了径向应力把法兰弯矩（如果有）对管板产生的应力都折算成径向应力答案是（BCE）

JB4732标准认为a型结构不需考虑法兰弯矩对管板的应力，实际上我们做应力分析时，需要考虑更全面，非布管区的弯曲应力和剪切应力也是要关注的，特别是薄管板换热器的评定，重点区域就是非布管区。

3.局部失效评定S1+S2+S3≤4S， S1，S2，S3应该从Membrane提取，还是从M+B提取，还是从Total提取，觉得应该哪个正确？

解析：ASME标准中的解释如下图：

S1+S2+S3≤4S是从弹性分析方法进行局部失效的判定，其中三向主应力的代数和应该是指受压元件中每一点的三向主应力，而不仅仅是线性化路径中提取的数据，线性化路径提取的数据容易有疏漏，应该用软件提取所有点的三向主应力的代数和，然后再进行判定。

4. 某设备正常操作温度40摄氏度，15天一次再生工况，再生工况温度是260摄氏度，设备寿命15年，共365次循环，不考虑压力波动。

问1：该设备是否属于疲劳设备？

问2：任意两点金属温差，是指温度变化范围，还是指温差变化范围？再乘系数是4000多次，应该不能免除疲劳分析。

解析：关于任意相邻两点间金属温差波动的有效次数，JB4732-1995(2005年确认)标准中的解释如下：标准中对任意相邻两点间金属温差已经给出了解释，重点是要确定是否存在经向和壁厚方向的温度变化，是否存在温差应力，是否存在应力循环。

1）对于薄壁和单腔容器来说，壳体经向和厚度方向的温度变化趋于均匀同步，厚度方向温度变化很小，通常不会超过1摄氏度，如果有保温的话，内外壁温差会更小，经向方向基本没有变化，除非骤冷骤热瞬间变化非常频繁，导致经向和厚度方向温度来不及同步变化，就会存在温差应力。

2）对于厚壁和多腔容器以及存在导热系数不相同的材料，就会因内外壁温度变化以及热膨胀受约束产生温差应力交变。

3）设计中应重点关注不连续区是否存在交变应力，比如裙座与下封头连接处、耳座与壳体连接处、厚壁锻件内外侧的温度变化、热膨胀产生的变形导致螺纹松动、壳体与夹套连接处等等。

对于不确定的区域就要进行局部应力分析，根据计算的应力进行判定，保证设备安全可靠。

5.什么是非自限

解析：一次应力是为了平衡压力和其它机械载荷所必须的法向应力或剪切应力，一次应力引起的总体塑性流动是非自限的，即当结构内的塑性区扩展到使之变成几何可变的机构时，达到极限状态，即使载荷不再增加，仍产生不可限制的塑性流动，直至破坏。

希望每个人心中都有一片知识的海洋，希望每个人心中都有一片净土!学习会让你很充实，会让你充满自信和力量！