张向兵，段成红，陆明万，罗翔鹏

(1.北京化工大学 机电工程学院，北京 100029;2.清华大学 航天航空学院，北京 100084)

0 引言

基于化工过程生产的特点和热胀冷缩的材料特性，处于高温环境下的管道犹如一个被压缩的弹簧，对相连接的容器管口产生一定的推力作用，因此在进行容器应力分析和设计时，应当考虑管道热膨胀引起的管系热胀载荷。分部法和整体法是容器应力分析时处理管系热胀载荷的两种方法。分部法将管系和容器解耦，进行单独分析，即配管专业将容器管口视为刚性，以固定约束作为管系与容器管口连接一端的边界条件，对管系施加热载荷单独分析计算，由固定端支反力得到管系作用力并将其提交给容器专业，容器专业再将该作用力施加至容器管口，对容器单独进行应力分析[1]；整体法则是将管系和容器整体建模，对管系施加热载荷进行整体耦合分析[2-3]。

但采用不同方法处理管系热膨胀载荷时，容器接管根部的局部应力评定[4]都是一个比较复杂的问题。在应力分类法中热应力属于二次应力，可以按照二次应力准则进行评定，允许容器沿壁厚截面发生局部塑性变形，只要能保证结构处于安定状态[5]。但是若在相连接的两个强度相差较大结构中强度较弱的那个结构先发生塑性变形，将会出现弹性跟随效应[6]，引起应变集中现象[7]。从保守考虑，各国规范要求将容器因管系热胀载荷引起的薄膜和弯曲应力按照一次应力准则进行评定。……