压力容器的二种设计规范

1.压力容器的两种设计规范

压力容器是化工、石油化工、冶金、轻工、纺织、机械以及航空航天工业中广泛使用的承压设备。尽管各类压力容器设备功能各异、结构复杂程度不一，但从整体上看，一般以薄壁的旋转壳为主要构型，同时又可把整体分解为筒体、封头、法兰、开孔、接管、支座等部件。这些部件构型相对比较简单，均具有明显的各自特点，并可以方便地进行归类分析。

压力容器设计方法有两种，分别对应两种设计规范：我国的GB150采用的是传统的设计方法，称为“按规则设计”，它的基本思想是并不需要对压力容器的各个部位进行详细的应力分析，而是结合经典力学理论和经验公式对压力容器部件的设计做一些规定，如：选材、系数、特征尺寸、制造工艺等都满足的条件。另一种严密的设计规范是JB4732，它采用“分析设计”方法，要求对压力容器进行应力分析和疲劳分析，由于这种定量分析结果使结构趋于合理，因此，用该规范设计的容器，可以达到较高的许用应力而并不削弱裕度。

按分析设计和按规则设计在力学概念、设计过程及设计结果上都有较大区别。在强度方面，按规则设计所依据的失效准则是弹性失效准则，都把部件上可能出现的大应力（或大等效应力）限制在所用材料的屈服强度σs之下，并与材料的强度限σb保持距离，当结构的受力超过弹性范围，结构即告失效。按分析设计考虑了塑性失效准则、弹塑性失效准则，并引入寿命的概念，对具有循环加载特征的部件进行疲劳分析。一般情况下，按规则设计方法简便，易于被设计人员掌握并具有的经验性。按分析设计方法对设计人员提出了高的要求，设计人员具有应力分析能力，掌握有限元软件等应力分析手段。分析设计过程的核心是对部件做的应力分析，然后根据应力结果进行应力分类校核，根据校核结果再优化设计。