曹丽琴,张红升,2,李岩彬

( 1.燕山大学 环境与化学工程学院,河北秦皇岛 066004,2.燕山大学 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室,河北秦皇岛 066004)

0 引言

压力容器是常用于石化行业和核电领域的承压设备，随着有限元理论的发展和计算机软硬件技术的进步，分析设计越来越多的被应用于压力容器的设计活动中[1-5]。接管和壳体是压力容器的基本组成部件，其性能和结构决定着设备的安全与否，并影响设备的材料选择。因此，接管、壳体、接管与壳体的过渡区域，以及接管与管道的连接区域的分析计算是压力容器设计重点关注的问题。

接管作为过渡部件连通管道和壳体，存在几何不连续，且载荷种类复杂，包含的应力种类较多，很难采用纯数学和力学手段得出强度的解析解。工程中常借助有限元分析软件对此处进行分析设计，并按相应的应力分类[6-7]，根据标准和规范规定的限值对分类后的应力强度进行评定。我国的压力容器分析设计标准JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》(2005年确认)，美国锅炉及压力容器规范ASME Ⅷ-2和ASME Ⅲ-NB，根据应力产生的原因、导出的方法、存在区域的大小以及沿壁厚分布的性质，对由外部载荷、力矩或者内压产生的应力进行了分类。对于壳体和接管开孔附近区域，将局部薄膜应力归为一次局部薄膜应力PL、弯曲应力归为二次应力Q，而填角或直角处为峰值应力F。此外，由外部弯矩所引起的应力，叠加到一次总体薄膜应力Pm上所导出的当量应力也应属于一次应力成分，即一次局部薄膜应力PL加一次弯曲应力Pb。……