ASME压力容器规范分析与应用PDF电子书下载

第1章绪论 1

参考文献 11

第一篇 ASME Ⅷ-1和-Ⅷ-2的按规则设计部分分析 14

第2章 材料安全系数和防脆断措施 14

2.1受压件和非受压件的材料 14

2.2安全系数和材料许用应力的确定 15

2.3防止脆性断裂的总体思路、措施及其相关规定的制定依据 17

2.3.1防止脆性断裂的历史沿革 17

2.3.2 ASMEⅧ-1的防脆断措施分析 19

2.4Ⅷ-2在材料、安全系数和防脆断措施方面的主要区别 26

2.4.1确定许用应力的安全系数和许用材料 26

2.4.2防止脆性断裂的措施 26

参考文献 29

第3章 焊接接头和焊接接头系数 30

3.1焊接接头的分类 30

3.1.1分类的目的 30

3.1.2分类的基本出发点 30

3.1.3焊接接头分类 31

3.1.4焊接接头类型 34

3.2焊接接头系数 36

3.2.1焊接接头的使用限制 36

3.2.2焊接接头的无损检测要求和相应的标志 36

3.2.3焊接接头系数的选用 37

3.2.4确定焊接接头系数的实例分析 39

3.2.5角接接头的结构类型和强度校核 41

3.3焊接接头的有关问题 42

3.3.1焊接接头处及其附近的开孔 42

3.3.2焊接接头在容器上的布置 43

3.4Ⅷ-2在焊接接头类别和类型、焊接接头的使用、无损检测以及焊接接头系数上的主要区别 44

参考文献 50

第4章 容器设计的有关问题 51

4.1失效准则 51

4.2强度理论 52

4.3载荷 52

4.4设计（操作、许用）温度和设计（操作、最大许用工作）压力 52

4.5独立容器和组合容器 53

4.6厚度 54

4.7压力试验 54

4.7.1液压试验 55

4.7.2气压试验 57

4.7.3试验温度 57

4.8Ⅷ-2在所用强度理论、载荷和压力试验上的主要区别 58

第5章 内圆筒和封头设计 62

5.1内压圆筒和球壳设计 62

5.2内压封头设计 64

5.2.1椭圆形封头设计 65

5.2.2碟形封头设计 68

5.2.3锥形封头设计 70

5.2.4平封头设计 73

5.3 ASMEⅧ-2在内压圆筒和封头设计中的主要区别 75

5.3.1圆筒、球壳和锥壳 75

5.3.2碟形和椭圆形封头设计 79

5.3.3平封头设计 80

参考文献 80

第6章 真空器和外压元件设计 81

6.1外压圆筒的周向稳定性设计 82

6.1.1外压圆筒的周向稳定性设计 83

6.1.2外压圆筒上的加强圈设计 88

6.2外压封头设计 91

6.2.1球形封头设计 91

6.2.2椭圆形封头设计 92

6.2.3碟形封头设计 92

6.2.4锥形封头设计 92

6.3圆筒的许用轴向压缩应力 96

6.4半管式夹套容器设计 97

6.4.1半管式夹套容器设计的主要思路 97

6.4.2设计方法、步骤和应予注意之点 98

6.5 ASMEⅧ-2在外压元件和半管式夹套设计中的主要区别 99

6.5.1 ASMEⅧ-2 （2007）对外压元件设计的修改 99

6.5.2设计中的有关问题 100

6.5.3圆筒在外压及其他载荷作用下的设计 102

6.5.4锥壳在外压及其他载荷下的设计 105

6.5.5 ASME Ⅷ-2 （2007）对半管式夹套设计的修改 107

参考文献 107

第7章 开孔接管及其补强设计 108

7.1开孔补强的理论基础 108

7.1.1孔边的应力增强 108

7.1.2开孔对容器承载材料的削弱 109

7.1.3接管和器壁构成不连续结构所引起附加的边缘应力 110

7.2 ASMEⅧ-1的补强设计方法 111

7.2.1补强设计准则 111

7.2.2开孔形状、开孔相对于元件尺寸的限制 111

7.2.3补强的有效范围 112

7.2.4不需补强的最大开孔直径 112

7.2.5开孔和焊接接头的相遇或相邻 112

7.2.6开孔补强计算 113

7.2.7圆筒和锥壳上的大开孔补强 117

7.2.8补强件及其焊缝的强度校核 118

7.2.9接管颈部的厚度 118

7.3 ASMEⅧ-2的补强设计方法 118

7.3.1总的思路 118

7.3.2补强计算的步骤简述 121

参考文献 122

第8章 法兰及其相关元件的设计 123

8.1密封计算 124

8.2法兰计算 125

8.2.1法兰应力计算 125

8.2.2法兰力矩计算 127

8.2.3法兰设计的应力和刚度校核 129

8.3用螺栓连接的凸形封头 131

8.3.1类型（a）的设计 132

8.3.2类型（b）的设计 132

8.3.3类型（c）的设计 133

8.3.4类型（d）的设计 135

8.4反向法兰和中心开有单个大圆孔的整体平盖 137

8.4.1反向法兰 137

8.4.2中心开有单个大圆孔的整体平盖 139

8.4.3中心开有单个大圆孔平盖和反向法兰的相互联系 143

8.5卡箍连接件的设计 144

8.5.1卡箍连接螺栓的受载分析和设计 144

8.5.2卡箍和高颈的受载分析 147

8.5.3高颈和卡箍的应力分析和校核条件 149

8.6 ASMEⅧ-2在法兰及其相关元件设计上的主要区别 151

8.6.1法兰设计 151

8.6.2用螺栓连接的凸形封头设计 152

8.6.3反向法兰设计 152

8.6.4卡箍连接件设计 152

参考文献 152

第9章 非圆形截面容器 153

9.1非圆形截面容器的结构和载荷分析 153

9.1.1焊接结构和设计中的考虑 153

9.1.2开孔和对开孔后引起削弱的考虑 154

9.1.3载荷 154

9.2非圆形截面容器设计原理分析 154

9.2.1容器两端封头对侧板的加强作用 155

9.2.2设置加强件的有关问题 156

9.2.3应力校核条件 159

9.2.4焊接接头系数E和孔带削弱系数e 159

9.3内压非圆形截面容器设计公式举例分析 160

9.3.1无加强件、无拉撑件、无过渡圆弧的对称矩形截面容器 160

9.3.2无拉撑件、无过渡圆弧、设有加强件的对称矩形截面容器 162

9.4受外压（真空）的非圆形截面容器 164

9.4.1侧板和封头的稳定性校核 164

9.4.2非圆形截面容器的柱状稳定性校核 167

第10章 管壳式换热器和膨胀节 169

10.1管壳式换热器管板设计的基本原理 169

10.2各类换热器管板对开孔削弱的共有考虑 170

10.3 U形管式换热器管板的设计 171

10.3.1结构类型 171

10.3.2影响各类管板结构的因素分析 171

10.3.3设计规程分析 173

10.4固定管板式换热器管板的设计 175

10.4.1结构类型 175

10.4.2影响各类管板结构的因素分析 175

10.4.3设计规程分析 176

10.4.4计及邻近管板处筒体不同材料和厚度的结构和设计 180

10.5浮动管板式换热器管板的设计 181

10.5.1结构类型 181

10.5.2影响各类管板结构的因素分析 182

10.5.3设计规程分析 183

10.6管子对管板连接的焊缝设计 186

10.7膨胀节 188

10.7.1强度、刚度要求和许用循环次数计算 188

10.7.2轴向位移计算 190

10.7.3轴向刚度计算 191

10.7.4膨胀节的压力试验 191

参考文献 191

第11章 对多层容器有关问题的简单介绍 192

参考文献 195

第12章 制造、检验和试验中有关问题的分析 196

12.1冷、热加工成形 196

12.1.1壳体在成形后允许的局部减薄区 196

12.1.2冷成形后的热处理 196

12.1.3对接焊缝的布置、错边及余高 197

12.1.4圆筒、锥壳和球壳在成形后的允许偏差 199

12.1.5成型封头的允差 201

12.2无损检测要求 202

12.3压力试验 202

12.4 ASMEⅧ-2在制造、检验和试验规定中的主要区别 202

12.4.1圆筒和壳体上的局部减薄区 202

12.4.2冷成形后的热处理 203

12.4.3对接焊缝的布置、错边及余高 203

12.4.4圆筒、锥壳和球壳以及成型封头在成形后的允许偏差 203

12.4.5无损检测要求 204

12.4.6压力试验 204

参考文献 204

第二篇 ASME Ⅷ-2按分析设计部分分析 206

第13章 新版 ASME Ⅷ-2按应力分析设计部分的改写背景 206

13.1压力容器设计方法进展 206

13.2应力分析设计方法的由来及其总体思想 207

13.3 ASMEⅧ-2的改写背景 208

13.4按规则设计和按分析设计的关系 210

参考文献 211

第14章应力分类及其评定 212

14.1应力分类的力学基础 212

14.1.1计算应力的方法 212

14.1.2不连续应力分析 213

14.2和应力分类相关的术语 215

14.3应力分类的基本出发点 216

14.4应力分类 218

14.4.1容器元件的应力分类 218

14.4.2接管颈部中应力分类的补充要求 220

14.5当量应力的限制条件及其分析 224

14.5.1当量应力的推导 224

14.5.2当量应力的限制条件 225

14.5.3对应力强度限制条件的分析 227

14.5.4安定性分析原理（对二次应力Q的限制） 228

14.5.5疲劳分析原理［对Pm（PL）＋Pb＋Q和Pm （PL）＋Pb＋Q＋F当量应力范围的限制］ 229

14.5.6对热应力棘轮作用的限制原理简述 229

参考文献 231

第15章 按应力分析设计 232

15.1防止塑性垮塌 233

15.1.1弹性应力分析方法 234

15.1.2极限载荷分析方法 236

15.1.3弹-塑性应力分析方法 238

15.2防止局部失效 238

15.3防止由失稳引起的垮塌 240

参考文献 241

第16章 低循环疲劳设计 242

16.1疲劳分析的筛分 243

16.1.1以可比较设备的经验为基础的筛分准则 244

16.1.2筛分方法A 244

16.1.3筛分方法B 245

16.2基于光滑试杆试验的疲劳设计曲线 246

16.2.1疲劳设计曲线的安全系数 247

16.2.2平均应力对疲劳设计曲线影响的调整 247

16.2.3对温度影响的考虑 248

16.2.4当量应力幅及其求取 248

16.3焊接连接件的疲劳分析和用弹性应力分析方法确定当量结构应力范围 249

16.4应力集中系数、疲劳强度减弱系数和开孔接管的应力指数 250

16.5螺栓的疲劳分析 253

16.6疲劳评定的积累损伤 254

16.7棘轮现象的评定 254

参考文献 256

第三篇 ASMEⅧ-3分析 258

第17章 高压容器的特点及其引起的特殊考虑 258

17.1由于厚壁所引起的考虑 258

17.1.1采用塑性失效准则 258

17.1.2塑性自增强设计 259

17.2由于采用高强度钢的考虑 260

17.2.1关于材料的冲击试验 260

17.2.2引入“未爆先漏（Leak before burst）”的失效准则 261

17.3其他有关问题 263

参考文献 263