吕学鲁

(中车西安车辆有限公司，陕西 西安 710086)

1 等面积补强法的介绍

开孔补强的方法有等面积法和分析法，目前通用的、也是最早的开孔补强设计准则是基于弹性失效设计准则的等面积补强法，等面积补强法认为壳体因开孔丧失承载面积，须有补强材料在离孔边一定距离范围内予以等面积补偿，该方法是以双向受拉伸的无限大平板上开有小孔时孔边的应力集中作为理论基础的，即仅考虑壳体中存在拉伸薄膜应力，且以补强壳体的一次应力强度作为设计准则。

2 ASME Ⅷ-1-2017与GB 150-2011中等面积法部分条款比较

2.1 开孔尺寸上的比较

ASME 中提到当椭圆形开孔或长圆形孔的长径超过2.0倍时，应当增强短径方向的补强，以避免由于扭转力矩产生的过度变形。而GB 150—2011中直接限制孔的长径与短径之比不应大于2.0。显然GB 150—2011比较严格，这么规定也是为了更安全考虑。

在圆筒、封头、锥形壳体等部件上开孔尺寸的规定中，这两个标准的规定也有点区别。

对于圆筒允许的最大开孔，按照GB 150—2011的规定，当Di=1500mm 时，允许的最大开孔直径为520mm；当Di=1530mm时，允许的最大开孔直径为510mm。可以看出筒体的直径越大反而允许开孔的最大直径却越小，这和筒体直径越大所允许的开孔也越大的常理相悖。按照ASME Ⅷ-1中的规定，上述两个条件下的最大允许开孔都为510mm。显然GB 150—2011的规定没有ASME Ⅷ-1那么严谨。这是因为GB 150—2011主要参照ASME Ⅷ-1规范编写的，2017版ASME Ⅷ-1规范刚发布不久，GB 150—2011还没来得及更改。

2.2 免于补强规定上的比较

豁免补强的规定中，GB 150—2011认为在满足一定压力(P≤2.5MPa)条件下(其余条件见GB 150—2011，6.1.3条)，可不另行补强。……