壓力容器分析設計方法與工程套用

《壓力容器分析設計方法與工程套用》是2016年清華大學出版社出版的圖書，作者是沈鋆、劉應華。

基本介紹

• 書名：壓力容器分析設計方法與工程套用
• 作者：沈鋆
  劉應華
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2016年12月01日
• 定價：79 元
• ISBN：9787302456131

內容簡介

近年來美歐相繼頒布了新一代的壓力容器分析設計規範，提出了很多新的設計理念，吸收了諸多壓力容器前沿技術。與此同時，國內分析設計規範也修訂在即。本書結合當前國內外分析設計的技術進步和工程實踐，對壓力容器分析設計相關的力學基礎、應力分析、強度設計、規範條款、工具軟體、工程實例和技術進展等進行了詳細的闡述；對美歐規範中的分析設計方法均有涉及，既講區別也講聯繫；以失效模式為主線並結合工程實例對極限分析、安定分析、屈曲分析、疲勞分析及蠕變疲勞等評定方法進行了探討。本書適合自學分析設計的技術人員，也可供資深工程師參考。同時，可作為分析設計考證人員的輔導資料或技術培訓和繼續教育用教材。

目錄

第一篇概述篇

第1章緒論

1.1國際壓力容器規範的進步

1.1.1歐盟EN13445

1.1.2美國ASME Ⅷ2

1.2國內規範修訂方向

1.3計算機輔助工程的發展

1.4分析設計發展趨勢

第2章分析設計方法概要

2.1分析設計的基本概念

2.1.1應力強度

2.1.2總體結構不連續

2.1.3局部結構不連續

2.1.4法向應力

2.1.5切應力

2.1.6薄膜應力

2.1.7彎曲應力

2.1.8熱應力

2.1.9運行循環

2.1.10應變循環

2.1.11疲勞強度減弱係數

2.1.12自由端位移

2.1.13蠕變

2.1.14塑性

2.1.15塑性分析

2.1.16棘輪效應

2.1.17安定性

2.1.18應力應變曲線

2.2壓力容器的失效模式

2.3分析設計考慮的失效模式

2.4彈性分析與應力分類法概要

2.4.1一次應力

2.4.2一次總體薄膜應力

2.4.3一次局部薄膜應力

2.4.4一次彎曲應力

2.4.5二次應力

2.4.6峰值應力

2.4.7總應力

2.4.8應力分類

2.4.9應力評定

2.4.10應力分類及應力強度極限值

2.4.11應力強度極限值的依據

2.4.12應力分類遇到的問題

2.5彈塑性分析設計法概述

2.6小結

第二篇理論篇

第3章梁的彎曲

3.1純彎曲

3.1.1橫截面上的應力

3.1.2純彎曲和橫力彎曲的概念

3.2彎曲正應力

3.2.1幾何方面

3.2.2物理方面

3.2.3靜力學關係

3.2.4軸慣性矩

3.3強度條件

3.4純彎矩作用下單位寬度矩形截面梁

3.5拉伸和彎矩同時作用下矩形截面梁

3.6截面形狀係數

3.7小結

第4章彈性力學基礎

4.1彈性力學基本假設

4.1.1連續性假設

4.1.2完全彈性假設

4.1.3均勻性假設

4.1.4各向同性假設

4.1.5小位移和小變形的假設

4.1.6引入基本假設後的變化

4.2彈性力學基本概念

4.2.1外力

4.2.2內力與應力

4.2.3一點的應力狀態

4.2.4形變

4.2.5位移

4.2.6小結

4.3彈性力學基本方程

4.3.1平衡微分方程

4.3.2幾何方程

4.3.3物理方程

4.4邊界條件

4.4.1給定位移的邊界

4.4.2給定力的邊界

4.4.3混合邊界條件

4.5結構的對稱性

4.6彈性力學的一般定理

4.6.1解的唯一性定理

4.6.2解的疊加定理

4.6.3虛位移原理

4.6.4最小勢能原理

4.6.5外力功的互等定理

4.6.6聖維南原理

4.7熱應力

4.7.1計算熱應力的必要參數

4.7.2熱應力的特點

4.7.3熱應力實例

4.8討論

4.9小結

第5章塑性力學基礎

5.1概述

5.2塑性力學基本假設

5.3變形路徑對塑性變形和極限載荷的影響

5.4屈服條件

5.4.1屈服條件的概念

5.4.2特雷斯卡屈服條件

5.4.3米澤斯屈服條件

5.4.4兩種屈服條件的優缺點

5.5強化模型與載入條件

5.6小結

第6章有限元法基礎

6.1基本方程的矩陣表示

6.2基本原理

6.3單元的位移模式和解的收斂性

6.4單元的應變矩陣和應力矩陣

6.5單元介紹

6.5.1三維實體單元

6.5.2軸對稱單元

6.5.3薄殼單元

6.5.4劃分單元注意事項

6.6小結

第三篇規範篇

第7章塑性垮塌的評定

7.1彈性應力分析方法

7.1.1彈性應力分析步驟

7.1.2應力線性化

7.1.3應力分類的指導原則

7.1.4載荷組合係數

7.1.5接管應力評定

7.2非彈性分析方法

7.2.1極限載荷設計的概念

7.2.2ASME極限載荷分析法

7.2.3ASME彈塑性應力分析法

7.2.4JB4732中的非彈性分析

7.3小結

第8章局部失效的評定

8.1彈性分析法

8.2彈塑性分析法

8.2.1評定步驟

8.2.2累積損傷

8.3小結

第9章屈曲的評定

9.1屈曲的定義

9.2屈曲評定的三種方法

9.3設計係數

9.4小結

第10章疲勞

10.1疲勞分析免除

10.1.1疲勞分析免除準則

10.1.2疲勞分析免除的原理

10.2疲勞曲線

10.3三種疲勞評定方法簡介

10.3.1彈性疲勞分析法

10.3.2彈塑性疲勞分析法

10.3.3等效結構應力法

10.4小結

第11章棘輪的評定

11.1安定與棘輪的概念

11.2彈性分析法

11.2.1彈性安定的原理

11.2.2彈性分析法的評定

11.2.3簡化的彈塑性分析法

11.2.4熱應力棘輪評定

11.3熱應力棘輪評定方法修訂的解讀

11.3.1ASMEⅧ2（2013版）中的修訂

11.3.2原評定方法的制定依據

11.3.3布里法的不足

11.3.4考慮熱薄膜和彎曲應力的棘輪邊界

11.3.5ASMEⅧ2（2013版）修訂時的考慮

11.3.6修訂要點小結

11.4彈塑性分析法

11.4.1彈塑性分析法的評定

11.4.2彈性核

11.5評定方法的回顧

11.5.1彈性方法

11.5.2彈塑性方法

11.6小結

第12章蠕變疲勞的評定

12.1蠕變疲勞的概念

12.1.1蠕變

12.1.2疲勞

12.1.3蠕變疲勞

12.1.4韌性

12.1.5安定性

12.2蠕變疲勞設計的理論基礎

12.2.1蠕變疲勞的試驗方法

12.2.2常用的蠕變疲勞設計方法

12.3核電行業中的蠕變疲勞工程設計方法

12.3.1ASMEⅢNH

12.3.2R5規程

12.3.3RCCMR

12.4化工行業中的蠕變疲勞工程設計方法

12.4.1API579

12.4.2ASME規範案例2605

12.5小結

第四篇實例篇

第13章基於子模型技術的斜接管應力分析實例

13.1設計條件

13.2幾何模型

13.3格線劃分

13.4載入求解

13.5子模型技術

13.5.1創建子模型

13.5.2修改幾何模型

13.5.3重新劃分格線

13.5.4重新設定邊界條件

13.5.5求解並查看結果

13.6小結

第14章球罐分析實例

14.1GB12337—2014要點簡介

14.2載荷分析

14.3載荷工況組合

14.4邊界條件

14.4.1壓力載荷

14.4.2自重載荷

14.4.3風載荷

14.4.4地震載荷

14.4.5位移邊界

14.5應力評定

14.6丙烯球罐的整體分析

14.6.1設計條件

14.6.2幾何模型

14.6.3格線劃分

14.6.4載荷條件

14.6.5求解計算

14.6.6應力評定

14.7小結

第15章疲勞設備分析實例

15.1概述

15.2設計條件

15.3結構分析

15.4應力計算結果

15.5應力強度評定

15.6最大應力點疲勞評定

15.7結論

15.8小結

第16章高壓容器局部結構分析實例

16.1簡介

16.2設計條件

16.3結構分析

16.4應力分析計算

16.4.1筒體與接管的模型

16.4.2頂部平蓋模型

16.5應力強度評定

16.6結論

16.7小結

第17章塔器風載荷時程分析實例

17.1塔器的受載特點

17.2自振特性

17.2.1概念介紹

17.2.2乙烯塔固有頻率和振型計算

17.3風載荷時程分析

17.3.1風的特性與簡化

17.3.2脈動風荷載時程

17.3.3順風向的風振回響分析

17.4小結

第18章裙座熱應力分析實例

18.1裙座熱應力概述

18.2裙座熱應力分析

18.2.1設計條件及結構參數

18.2.2溫度場分析

18.2.3熱應力和機械應力分析

18.3小結

第19章高壓換熱器強度分析實例

19.1設計條件及結構參數

19.2換熱器有限元模型

19.2.1幾何模型

19.2.2格線劃分

19.2.3邊界條件

19.2.4求解

19.3小結

第20章設備抗震分析實例

20.1抗震分析的相關概念

20.1.1振子模型

20.1.2反應譜

20.1.3標準反應譜

20.1.4樓層反應譜的生成

20.2抗震分析四種理論

20.2.1靜力理論

20.2.2動力理論

20.2.3反應譜理論

20.2.4時間歷程回響

20.3模型的選取

20.4解耦條件

20.5載荷組合

20.6折減係數

20.7許用限值

20.8大型氣化爐地震回響的時程分析

20.8.1設計條件

20.8.2幾何模型

20.8.3邊界條件

20.8.4求解

20.8.5結論

20.9小結

第21章儲罐罐頂的屈曲分析實例

21.1罐頂失穩原因

21.1.1罐頂外載荷的分析

21.1.2施工原因

21.2球面網殼形式

21.3有限元分析的依據

21.3.1有限元分析一般要求

21.3.2網殼的穩定性分析

21.4帶施工缺陷的罐頂屈曲分析

21.4.1設計條件

21.4.2分析要求簡析

21.4.3幾何模型

21.4.4載荷條件

21.4.5模型計算假定

21.4.6線性屈曲分析與初始缺陷施加

21.4.7非線性分析

21.5小結

第22章基於彈性核准則的棘輪評定實例

22.1幾何尺寸

22.2模型和分析方法

22.3邊界條件

22.4分析結果

22.5小結

第23章ASMECodeCase2605蠕變疲勞分析實例

23.1設計條件

23.2最大一次靜載下的強度校核

23.3蠕變疲勞的安定性校核

23.4穩態蠕變壽命計算

23.5蠕變疲勞壽命計算

23.6小結

第五篇軟體篇

第24章ANSYSWorkbench平台

24.1添加材料

24.2幾何建模

24.3接觸類型

24.4格線劃分

24.5分析設定

24.5.1StepControls

24.5.2SolverControls

24.5.3AnglysisDataManagement

24.6載荷與約束

24.7模型求解

24.8後處理

24.8.1結果查看

24.8.2應力精度的原理

24.8.3各種應力結果的含義

24.9小結

參考文獻