丛方龙，周 健

（大连金州重型机器集团有限公司，辽宁大连 116100）

压力容器应力分析设计方法的进展研究

丛方龙，周 健

（大连金州重型机器集团有限公司，辽宁大连 116100）

作为一种常见的工业特种设备，压力容器的设计与制造，都有着相应的规范与标准。针对目前的实际情况来看，压力容器的设计主要包括两种方法，一种是依据规范所作出的“常规设计”；第二种则是根据应力分析所进行的“分析设计”。在进行实际的应力分析设计过程中，应当以应力分析报告为依据，并充分借助于近代分析计算工具与相应的实验技术，来提高设计的科学性与可靠性。此外，通过分析设计，可以有效降低安全系数，有效降低了材料的应用，运输费用。以压力容器应力分析设计方法作为研究中心进行了讨论，旨在为相关人士提供一定参考。

压力容器；设计标准；应力分析

工业的快速发展促进了相关设备设计、制造技术的提升。压力容器作为工业中应用比较广泛的一种设备，无论是设计还是制造，都需要根据相关的标准与规范进行，现阶段，我们在进行压力容器的设计过程中，所采用的标准主要包括以下两种类型，一种是依据规范所作出的“常规设计”；第二种则是根据应力分析，所进行的“分析设计”。其中，常规设计主要以我国GB150《压力容器》标准和美国ASME-Ⅷ-1《压力容器建造》为代表的，而分析设计则主要以我国JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》和美国ASME-Ⅷ-2《压力容器建造——另一规则》为代表[1]。本文以应力分析设计方法作为中心进行了探讨，以期为相关专业人士提供有效参考。

1 应力分析设计方 法

就针对于社会工业来说，压力容器是一项非常重要的工具。其在发挥着重要作用的同时，也具有不可忽视的危险性，对于人员的生命安全存在较大的影响，并且往往会造成严重的后果。在这当中，我们所说的应力，指的是因为受到外界条件的影响，使得物体内部的各个因素之间产生相互作用的内力，并通过这种内力，来抵抗外因的作用，使得物体在出现变形之后，能够恢复到原先的位置，所以说，压力容器的应力分析，是需要我们认真探讨的问题。

从本质上来讲，应力分析设计方法主要是以应力分析为基础的，其特点主要体现在以下几个方面∶①需要对压力容器和相关部件作出详细的弹性应力分析，并且，在进行实际的分析过程中，所采用的主要是数值计算、理论分析以及试验测定等方法。②运用极限载荷，来对一次应力加以控制，并运用疲劳寿命控制最大总应力，这样一来，就能够有效的避免出现循环失效等问题。③需要根据相应的原则，来确定不用的危险系数，并以此来明确各类应力的最大极限值。

2 应力分类法

在进行实际的压力容器应力分析设计过程中，应力分类法是其中一项非常重要的组成部分，其主要包含以下几个方面的优点∶首先，因为相关的设计人员对于该方法比较熟悉，运用起来也更加得心应手。其次，在使用有限元软件的基础上，我们可以对任何形式或者结构的压力容器来作出相应的应力分析，所以其具有通用性特征。从某种意义上来说，在应力分类法的等效线性化处理当中，还新增加了一些关键性的内容∶一方面，其开始将经济有效的数值分析法，充分的运用在了分析设计方法当中，并对实施步骤进行了明确的规范。另一方面，其在实际的应用过程中，也还存在着各种问题。

3 应用有限元分析软件开展应力分析

就针对于传统的压力容器来说，其所运用的设计方法，主要就是把简单计算出来的玩去应力或者薄膜应力，与许用应力进行对比分析，并以此来进行壁厚的设计。这样一来，虽然能够有效的降低程序的复杂性，但是实际的结果常常难以满足受力需要。在实际的工作条件下，压力容器不但会受到一次薄膜应力，同时也会受到热应力，弯曲应力等。因此，在压力容器的分析方法当中，数值分析法是非常重要的一种分析方法。就针对于应力来说，其主要包括一次应力、二次应力与峰值应力三个部分。在这当中，一次应力主要是指在外荷载基础上，为了能够满足基本的平衡条件，所引起的法向应力与剪应力。而二次应力则主要指容器的相邻部件或者内部部件之间因为约束作用所引起的法向应力与剪应力。

4 结束语

在工业领域中，压力容器是一种常见的设备。在长期的社会发展过程中，随着技术的不断强化，已经广泛地应用在日常生活中，并发挥着不可小觑的作用。因此，不管是压力容器的设计还是制造，都已经受到了社会的极大关注。因此，在进行实际的设计过程中，要求设计者必须要对各种设计方法有一个充分的掌握，并不断地积累经验，在满足目标的要求下，提出更加优化的可行性方案，来方便其进行更好的评价与分析，并以此找出最好的设计方案。

[1] 陆明万，寿比南，杨国义.压力容器应力分析设计方法的进展和评述[J].压力容器，2009，（10）∶34-40.

Research Progress of Stress Analysis and Design Method for Pressure Vessel

Cong Fang-long，Zhou Jian

As a kind of common industrial special equipment，pressure vessel design and manufacture，have the corresponding norms and standards.As for the current actual situation，the pressure vessel design mainly includes the following two methods，one is based on the standard made by “conventional design”；the second is based on the stress analysis，design and analysis of “”.In the stress analysis of the actual design process，we should stress on the basis of analysis report，and make full use of modern technology to analysis and calculation and the corresponding experimental tools，to improve the scientificity and reliability of the design.In addition，through the analysis and design，can effectively reduce the safety factor，effectively reducing the application of materials，transportation costs.This paper discusses the design method of stress analysis of pressure vessel as the research center.

pressure vessel；design standard；stress analysis

TH49

B

1003-6490（2017）02-0103-01

2017-02-02

丛方龙（1988—），男，内蒙古宁城人，助理工程师，主要研究方向为压力容器设计。