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【转载】当代压力容器疲劳设计方法简介  

2013-07-12 09:56:47|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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目前,压力容器疲劳设计, 主要源于两大国际标准, 即美国的ASMEⅧ-2和欧盟国EN13445。早在20世纪60年代 ASMEⅧ-2公布时就引入了以光滑试件实验为基础的疲劳设计方法。1995年JB4732也引入了疲劳评定方法。2002年EN13445颁布,该标准吸收和发展了英国BS PD 5500、法国CODAP 及德国AD规范中的相关内容, 给出了两种疲劳设计方法, 即EN13445-3第17章的疲劳寿命简化评定法和第18 章的疲劳寿命详细评定法。后者针对焊接件和非焊接件分别给出了评定方法。2007年ASMEⅧ-2进行了大幅度改写后颁布,同时也提出了一种全新的疲劳评定方法—基于等效结构应力的疲劳评定方法。该方法仅适用于焊接件的疲劳评定,多个方面优于其它针对焊接件的评定方法。其原理和分析步骤与以往的方法都有所不同。

 

当前,数值模拟技术,尤其是有限元分析(FEA)变得越来越流行,已经成为压力容器分析设计和疲劳评定的通用手段和工具。运用FEA进行疲劳评估也研究热点之一。

 当前,疲劳设计取得了很大的进展,主要体现在如下几个方面:

l  对焊接件和非焊接件的疲劳评定区别对待。这是合理也是必要的,因为两者疲劳行为的机理不同。

l  提出了网格不敏感的疲劳评定方法。这为采用有限元分析进行疲劳分析铺平了道路,提高了评定结果的一致性。

l  疲劳评定可在设计阶段按不同的失效概率进行设计。

l  有限元分析软件及其后处理模块的飞速发展。

 

未来,疲劳设计方法的发展方向主要集中在如下几个方面:

l  弹性疲劳分析法将不断改善和更新,以反映最新的技术进步;

l  基于应变的多轴疲劳算法将引入一些新的理念和方法,如:采用临界面法的Brown-Miller和其它多轴疲劳准则;对循环随动强化模型进行评定等;

l  等效结构应力法和主S-N疲劳曲线的科研还在进一步进行中;

l  当前正在进行的相关科研还包括:新的疲劳免除筛分准备、疲劳改善方法及其与主S-N曲线的关系、多轴疲劳。

 

总的来说,近十年来,国际上压力容器疲劳设计方法取得了巨大的变革性进展,未来规范还将不断吸收最新研究成果。通过学习这些先进的设计理念和工程软件,有利于提高国内设计人员的设计水平。

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