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《压力容器分析设计方法与工程应用》将出版

作者:Kenny Shen ⁄ 时间:2016年06月26日 ⁄ 分类: 专著 评论:0

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目录

目录.

内容提要.

前言.

第一篇概述篇.

1.绪论.

1.1国际压力容器规范的进步

1.1.1欧盟EN13445

1.1.2美国ASME Ⅷ-2

1.2国内规范修订方向.

1.3计算机辅助工程的发展.

1.4分析设计发展趋势.

2分析设计方法概要.

2.1分析设计的基本概念.

2.1.1应力强度.

2.1.2总体结构不连续.

2.1.3局部结构不连续.

2.1.4法向应力.

2.1.5切应力.

2.1.6薄膜应力.

2.1.7弯曲应力.

2.1.8热应力.

2.1.9运行循环.

2.1.10应变循环.

2.1.11疲劳强度减弱系数.

2.1.12自由端位移.

2.1.13蠕变.

2.1.14塑性.

2.1.15塑性分析.

2.1.16棘轮效应.

2.1.17安定性.

2.1.18应力-应变曲线.

2.2压力容器的失效模式.

2.3分析设计考虑的失效模式.

2.4弹性分析与应力分类法概要.

2.4.1一次应力.

2.4.2一次总体薄膜应力.

2.4.3一次局部薄膜应力.

2.4.4一次弯曲应力.

2.4.5二次应力.

2.4.6峰值应力.

2.4.7总应力.

2.4.8应力分类.

2.4.9应力评定.

2.4.10应力分类及应力强度极限值.

2.4.10应力强度极限值的依据.

2.4.11应力分类遇到的问题.

2.5弹-塑性分析设计法概述.

2.6小结.

第二篇理论篇.

3梁的弯曲.

3.1纯弯曲.

3.1.1横截面上的应力.

3.1.2纯弯曲和横力弯曲的概念.

3.2弯曲正应力.

3.2.1几何方面.

3.2.2物理方面.

3.2.3静力学关系.

3.2.4轴惯性矩.

3.3强度条件.

3.4 纯弯矩作用下单位宽度矩形截面梁.

3.5拉伸和弯矩同时作用下矩形截面梁.

3.6截面形状系数.

3.7小结.

4弹性力学基础.

4.1弹性力学基本假设.

4.1.1 连续性假设.

4.1.2 完全弹性假设.

4.1.3 均匀性假设.

4.1.4 各向同性假设.

4.1.5小位移和小变形的假设.

4.1.6引入基本假设后的变化.

4.2弹性力学基本概念.

4.2.1外力.

4.2.2内力与应力.

4.2.3一点的应力状态.

4.2.4形变.

4.2.5位移.

4.2.6小结.

4.3弹性力学基本方程.

4.3.1平衡微分方程.

4.3.2几何方程.

4.3.3物理方程.

4.4边界条件.

4.4.1给定位移的边界.

4.4.2给定力的边界.

4.4.3混合边界条件.

4.5结构的对称性.

4.6弹性力学的一般定理.

4.6.1解的唯一性定理.

4.6.2解的叠加定理.

4.6.3虚位移原理.

4.6.4最小势能原理.

4.6.5外力功的互等定理.

4.6.6圣维南原理.

4.7热应力.

4.7.1计算热应力的必要参数.

4.7.2热应力的特点.

4.7.3热应力实例.

4.8讨论.

4.9小结.

5塑性力学基础.

5.1概述.

5.2塑性力学基本假设.

5.3变形路径对塑性变形和极限载荷的影响.

5.4屈服条件.

5.4.1屈服条件的概念.

5.4.2Tresca屈服条件.

5.4.3Mises屈服条件.

5.4.4两种屈服条件的优缺点.

5.5强化模型与加载条件.

5.6小结.

6有限元法基础.

6.1基本方程的矩阵表示.

6.2基本原理.

6.3单元的位移模式和解的收敛性.

6.4单元的应变矩阵和应力矩阵.

6.5单元介绍.

6.5.1 三维实体单元.

6.5.2轴对称单元.

6.5.3薄壳单元.

6.5.5划分单元注意事项.

6.6小结.

第三篇规范篇.

7.塑性垮塌的评定.

7.1弹性应力分析方法.

7.1.1弹性应力分析步骤.

7.1.2应力线性化.

7.1.3应力分类的指导原则.

7.1.4载荷组合系数.

7.1.5接管应力评定.

7.2非弹性分析方法.

7.2.1极限载荷设计的概念.

7.2.2 ASME极限载荷分析法.

7.2.3 ASME弹-塑性应力分析法.

7.2.4 JB4732中的非弹性分析.

7.3小结.

8局部失效的评定.

8.1弹性分析法.

8.2弹-塑性分析法.

8.2.1评定步骤.

8.2.1累积损伤.

8.3小结.

9屈曲的评定.

9.1屈曲的定义.

9.2屈曲评定的三种方法.

9.3设计系数.

9.4小结.

10疲劳.

10.1疲劳分析免除.

10.1.1疲劳分析免除准则.

10.1.2疲劳分析免除的原理.

10.2 疲劳曲线.

10.3三种疲劳评定方法简介.

10.3.1 弹性疲劳分析法

10.3.2弹-塑性疲劳分析法.

10.3.3等效结构应力法.

10.4小结.

11棘轮的评定.

11.1安定与棘轮的概念.

11.2弹性分析法.

11.2.1弹性安定的原理.

11.2.2弹性分析法的评定.

11.2.3简化的弹-塑性分析法.

11.2.4热应力棘轮评定.

11.3热应力棘轮评定方法修订的解读.

11.3.1 ASMEⅧ-2(2013版)中的修订.

11.3.2 原评定方法的制定依据.

11.3.3 Bree法的不足.

11.3.4考虑热薄膜和弯曲应力的棘轮边界.

11.3.5 ASMEⅧ-2(2013版)修订时的考虑.

11.3.6修订要点小结.

11.4弹-塑性分析法.

11.4.1弹-塑性分析法的评定.

11.4.2弹性核.

11.5评定方法的回顾.

11.5.1弹性方法.

11.5.2弹塑性方法.

11.6小结.

12蠕变疲劳的评定.

12.1蠕变疲劳的概念.

12.1.1蠕变.

12.1.2疲劳.

12.1.3蠕变疲劳.

12.1.4韧性.

12.1.5安定性.

12.2蠕变疲劳设计的理论基础.

12.2.1蠕变疲劳的试验方法.

12.2.2常用的蠕变疲劳设计方法.

12.3核电行业中的蠕变疲劳工程设计方法.

12.3.1ASME III-NH

12.3.2 R5规程.

12.3.3 RCC-MR

12.4化工行业中的蠕变疲劳工程设计方法.

12.4.1 API 579

12.4.2ASME规范案例2605

12.5小结.

第四篇实例篇.

13基于子模型技术的斜接管应力分析实例.

13.1设计条件.

13.2几何模型. 175

13.3网格划分. 176

13.4加载求解. 176

13.5子模型技术. 177

13.5.1创建子模型. 177

13.5.2修改几何模型. 178

13.5.3重新划分网格. 178

13.5.4重新设置边界条件. 179

13.5.5求解并查看结果. 181

13.6小结. 181

14球罐分析实例. 183

14.1GB 12337-2014要点简介. 183

14.2载荷分析. 183

14.3载荷工况组合. 184

14.4边界条件. 184

14.4.1压力载荷. 184

14.4.2自重载荷. 185

14.4.3 风载荷. 185

14.4.4 地震载荷. 186

14.4.5 位移边界. 186

14.5应力评定. 186

14.6丙烯球罐的整体分析. 186

14.6.1设计条件. 186

14.6.2几何模型. 189

14.6.3网格划分. 190

14.6.4载荷条件. 190

14.6.4求解计算. 191

14.6.4应力评定. 192

14.7小结. 193

15疲劳设备分析实例. 194

15.1概述. 194

15.2 设计条件. 194

15.2.1 设计数据. 194

15.3 结构分析. 196

15.3.1设备上部及N1、N2、N4接管. 197

15.4 应力计算结果. 199

15.4.1设备上部及N1、N2、N4接管. 199

15.5 应力强度评定. 199

15.5.1上封头N1接管. 200

15.6 最大应力点疲劳评定. 201

15.7 结论. 201

15.8 小结. 202

16.高压容器局部结构分析实例. 204

16.1 简介. 204

16.2 设计条件. 204

16.3 结构分析. 205

16.4 应力分析计算. 205

16.4.1筒体与接管的模型. 205

16.4.2顶部平盖模型. 208

16.5应力强度评定. 211

16.6结论. 211

16.7小结. 211

17塔器风载荷时程分析实例. 213

17.1塔器的受载特点. 213

17.2自振特性. 213

17.2.1 概念介绍. 213

17.2.2乙烯塔固有频率和振型计算. 214

17.3风载荷时程分析. 217

17.3.1风的特性与简化. 217

17.3.2脉动风荷载时程. 219

17.3.3顺风向的风振响应分析. 221

17.4小结. 224

18裙座热应力分析实例. 225

18.1裙座热应力概述. 225

18.2裙座热应力分析实例. 226

18.2.1设计条件及结构参数. 226

18.2.2 温度场分析. 227

18.2.3 热应力和机械应力分析. 231

18.3小结. 233

19高压换热器强度分析实例. 234

19.1设计条件及结构参数. 234

19.2.换热器有限元模型. 235

19.2.1几何模型. 235

19.2.2网格划分. 236

19.2.3边界条件. 237

19.3.3求解. 239

19.3小结. 240

20设备抗震分析实例. 241

20.1抗震分析的相关概念. 241

20.1.1振子模型. 241

20.1.2反应谱. 241

20.1.3标准反应谱. 242

20.1.4楼层反应谱的生成. 243

20.2 抗震分析四种理论. 244

20.2.1静力理论. 244

20.2.2动力理论. 244

20.2.3反应谱理论. 245

20.2.4时间历程响应. 246

20.3模型的选取. 246

20.4解耦条件. 247

20.5载荷组合. 247

20.6折减系数. 248

20.7许用限值. 249

20.8大型气化炉地震相应的时程分析. 250

20.8.1设计条件. 250

20.8.2几何模型. 251

20.8.3边界条件.

20.8.4求解.

20.8.4结论.

20.9小结.

21储罐罐顶的屈曲分析实例.

21.1罐顶失稳原因.

21.1.1罐顶外载荷的分析.

21.1.2施工原因.

21.2球面网壳形式.

21.3有限元分析的依据.

21.3.1有限元分析一般要求.

21.3.2网壳的稳定性分析.

21.4带施工缺陷的罐顶屈曲分析.

21.4.1设计条件.

21.4.2分析要求简析.

21.4.3几何模型.

21.4.4载荷条件.

21.4.5模型计算假定.

21.4.6线性屈曲分析与初始缺陷施加.

21.4.7非线性分析.

21.5小结.

22基于弹性核准则的棘轮评定实例.

22.1几何尺寸.

22.2模型和分析方法.

22.3边界条件.

22.4分析结果.

22.5小结.

23 ASME Code Case 2605蠕变疲劳分析实例.

23.1设计条件.

23.2最大一次静载下的强度校核.

23.3蠕变疲劳的安定性校核.

23.4稳态蠕变寿命计算.

23.5蠕变疲劳寿命计算.

23.6小结.

第五篇软件篇.

24 ANSYS Workbench平台.

24.1添加材料.

24.2几何建模.

24.3接触类型.

24.4网格划分.

24.5分析设置.

24.5.1Step Controls

24.5.2Solver Controls

24.5.3Anglysis Data Management

24.6载荷与约束.

24.7模型求解.

24.8后处理.

24.8.1结果查看.

24.8.2应力精度的原理.

24.8.3 各种应力结果的含义.

24.5 小结.

参考文献.


 

 

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