压力容器的无矩分析

?必威动态 ????|???? ?2019-07-27 12:07


  压力容器在工程实际中,使用广泛,较易发生事故,且事故的破坏(vandalism)性往往较为严重。如北京东方化工厂乙烯球罐发生爆炸,陕西西安市液化石油汽贮罐爆炸事故等。因此,压力容器的安全问题(Emerson)尤其值得注意,研究(research)分析压力容器的爆炸事故,找出事故原因,对预防事故的发生尤为重要。
  1压力容器的塑性破坏本文主要讨论过度的塑性变形所引起的容器破坏。压力容器能够承受压力的密闭容器。压力容器的用途极为广泛,它在工业、民用、军工等许多部门以及科学研究的许多领域都具有重要的地位和作用。储气罐专门用来储存气体的设备,同时起稳定系统压力的作用,根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐,低压储气罐,常压储气罐。不锈钢储罐有较强的耐腐性,它不受外界空气及水中余氯腐蚀。每个球罐出厂前均经受超强的压力测试和检验,在常压下使用寿命可达100 年以上。当压力载荷大大超过设计数值时,容器的器壁变薄,最后达到不稳定点,即当压力稍许加时,容器就会因过度塑性变形而发生破裂。当容器发生过度塑性变形破裂时,断口为撕断状态,容器破坏时不产生碎片或者仅有少量碎块,爆破口的大小视容器爆破的膨胀(inflate)能量而定。除压力的影响以外,金属材料在高温下的蠕变(creep)也是引起塑性变形的一个重要原因,在蠕变过程(guò chéng)中,材料发生连续的塑性变形,在塑性变形积累到相当长时间后,将以破裂而告终。4 2无矩分析工程(Engineering)实际中的锅炉,低压管道等一类薄壁容器,其破坏形式,通常都是这种塑性破坏形式,如所示。在壳体的理论中,是以中面位移、中面形变、以及应力向中面简化而得来的内力作为研究对象。这种研究方法比较复杂,需要建立中面形变与中面位移之间的关系,得出壳体的几何方程;建立中面形变与内力之间的关系,得出壳体的物理方程;建立载荷与内力之间的关系,得出壳体的平衡方程;最后再将壳体的边界条件用中面位移或内力来表示。属于静不定问题(Emerson),计算量大、操做困难。若对薄壁容器引入薄壳的无矩理论,就会使计算过程大为简化。压力容器的筒体部分为圆柱壳体满足以下几个条件121:壳体中的曲率连续变化;壳体的厚度连续变化;载荷的分布连续变化;当壳体满足上述条件时,在壳体分析中,就可忽略其弯曲内力,只考虑(consider)薄膜内力。就是说,把壳体看成张不抵抗弯曲和扭曲的薄膜。这种简化理论就是无矩理论。此假设可使薄壁容器的理论分析和计算大为简化。
  在压力容器的筒体部分,沿相邻的经线和相邻的掉线切出一个微单元体。清华大学材料(Material)力学教研室。材料力学。北京:高等教育出。北京:人民教育出版社,2001。北京:高等教育出版社,2003,张宏元。压力容器事故发生机理及分析。劳动保护科学技