探讨压力容器的可靠性

?必威动态 ????|???? ?2019-08-08 11:25


  可靠性分析(Analyse)的理论由应力强度(strength)干涉模型法,有联接方程:z=-s--R-12由算出的z值查正态分布函数表得可靠度R.对于n维随机变量(Variable)有y=f,由泰勒级数展开得其均值y-及方差n2y,即y-=fn2y=6ni=15y5xi2n2xi2压力容器开孔补强的可靠度分析2.1压力容器不开孔时的应力分析对于常见的薄壁圆筒形容器,受二向应力作用,即周向应力RH=pD/2D轴向应力RU=pD/4D根据第一强度理论,其相当应力Rx为Rx=max{RH,RU}=pD/2D2.2压力容器开孔时的应力分析容器开孔后,孔边存在应力集中,在开孔区域内的最大应力Rmax为Rmax=KD?Rx=?KD式中KD为应力集中系数,对于薄壁圆筒形容器开小圆孔KD=2.5.
  压力容器开孔带接管时的应力分析(Analyse)薄壁圆筒形容器开孔接管后,由于接管的补强作用,开孔区的应力分布将发生变化,其应力集中系数KD由文献中的图表获得,则其孔边的最大应力Rmax由式计算得出。不锈钢储罐密封性好;密封式设计彻底杜绝了空气飘尘中有害物质和蚊虫入侵罐内,确保水质不受外界污染和滋生红虫。压力容器不开孔及开孔、开孔带接管时的可靠度计算根据式、可分别得到容器的相当应力均值R-x为R-x=p-D-/2D-标准差nRx为nRx=D-2D-2n2p+p-2D-2n2D+-p-D-2D-2n2D12孔边最大应力的均值R-max为R-max=KD?p-D-/2D-标准差nRmax为nRmax=KDD-2D-2n2p+KDp-2D-2n2D-KDp-D-2D-2n2D12若已知材料屈服强度(strength)的均值s-及标准差ns,则由式可得容器不开孔时z=-/12容器开孔或开孔接管时z=-/12由算出的z值查正态分布函数表得可靠度R.
  等面积法开孔补强的可靠度计算对于常用的等面积补强法,其补强原则是补强金属截面积要等于或大于因开孔而减少的金属截面积,即A1+A2+……An≥A式中A1,A2,……An为补强金属通过(tōng guò)开孔中心线的纵向正投影面积。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。不锈钢储罐密封性好;密封式设计彻底杜绝了空气飘尘中有害物质和蚊虫入侵罐内,确保水质不受外界污染和滋生红虫。A为壳体开孔所削弱的纵向正投影面积。若已知各几何尺寸为r-i±$ri,则有标准差nri=$ri/3,再根据式和式得各面积的均值分别为A-1,A-2,……A-n及A-,标准差分别为nA1,nA2,…nAn及nA,则由式得z=-A-1+A-2+……+A-n-A-12同样,算出的z值查正态分布函数表得可靠度R.
  计算实例已知内压圆筒容器,材料为16MnR;屈服强度(strength)s=374MPa,ns=18.72MPa;内径D=600mm,nD=6mm;内压强p=5MPa,np=0.6MPa;壁厚D=12mm,nD=0.048mm.求下述几种状态下的可靠度。圆筒形容器不开孔时的可靠度由式、、可得相当应力的均值R-
  X、标准差nRx及可靠度R.R-x=125MPanRx=15.06MPaz=-10.36R?13.2圆筒形容器开孔不带接管不补强的可靠度由式、、可得开孔后最大应力的均值R-ma
  X、标准差nRmax及可靠度R.R-max=312.5MPanRmax=37.65MPaz=-1.4626R=0.933.3圆筒形容器开孔带接管不补强的可靠度假设接管为平齐接管,525×2.5;由文献得KD=2.2由式、、得:R-max=275MPanRmax=33.132MPaz=-2.6015R=0.995由此可见,容器不开孔时,可靠度最大;开孔后可靠度降低;开孔带接管后,可靠度稍有增大。通过(tōng guò)上面的分析(Analyse)可知,对压力容器开孔补强的可靠度计算,有助于了解(Find out)其可靠程度的大小,这对引导压力容器开孔补强的设计及失效分析有着重要的意义。