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钢制压力容器残余应力的Mises屈服条件确定法

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2015-7-22 8:29:19 人气: 标签:

  钢制压力容器残余应力的,1868屈服条件确定法王辉高惠临。西安石油大学机械工程学院。陕西西安710065;2.湖南理工学院机械与电气工程系。湖南岳阳414000态就完全可以确定该点两个主应力方向的残余应力。并指出该方法是种确定钢制压力容器残余应力的简易方法。

  1前3钢制压力容器是重要的焊接结构,由于焊接过程中不均匀温度场的作用所形成的非协调应变,导致钢制压力容器的焊接残余应力处于较高可以达到0.40.7.未进行消除应力热处理的焊接压力荇器水试验。焊缝1的残佘应力薄膜应乃以及角变形。装配错边等缺陷引起的曲应力相互叠加,般都超过材料的屈服强度,这焊接结构的焊接裂纹脆性断裂疲劳结构稳定性和抗蚀性能等都有非常密切的关系,直接影响结构的安全。因此压力容器残余应力的确定直是人们关注的问2.焊接残余应力特别是焊缝1残余应力受焊接过程非协调应变特征和村料拘束条件等因素的影响,其行为较为复杂,难于控制和测算。利用奶叱8屈服条件确定压力容器点进入屈服状态,就完全确定了该点两个主应力方向的残余应力,其适应范围比其他屈服条件要广泛。,虑到屈服条件的这特点,试用8屈服条件的理论方法来探讨压力容器结构焊接接头焊接残佘应力的确定方法。

  2用施868屈服条件确定测点屈服的主应力若构件在平面应力状态下,测点达到屈服,则由添屈服条件得该点两个主应力,和材料的屈服强度应满足如下关系式把,1看作自变量,6看作未知函数,由式1平面内屈服曲线椭圆上任点的切线的斜率,服曲线椭圆上任点的法线的斜率,在应力空间中,点的应力状态和应变状态都,以矢量由于弹性变形的应力主轴与应变主轴重合,当点开始发生塑性变形屈服时,该点的应力主轴和应变主轴也重合。根据塑性理论的流动定律3,塑性变形增量的向量必须垂直于屈服曲面。因此,屈服曲面上任点的外法线也就和塑性变形增量的向设重合。在,面应力状态下,外法线的斜率就两个主应力方向上塑性变形增量的比值,即分别为第主应力方向的塑性变形增量。

  收稿日期2004 0910;修改稿收到日期2004好22,业于西安石油学院焊接工艺及设备专业。现为西安石油大学在职工程硕士研宄生。研宄方向为材料加工工程,副教授。

  己发论文20余篇,设测点的屈服载荷为,于是在测点两主应力方向的载荷应变曲线上,可以求出,8,么的,性变形增请么和上从而由式5可以确定。

  当确定后,把代入式4,由它求得测点屈服时的主应力印为再将式⑷的①代入式⑵求出主应力。

  尸是,当测点为拉应变屈服时,由式6和式得到,第主应力,和第主应力,2可为为了便于实际应用,利用式8可以得到,曲线,1.

  3868屈服条件确定残,应力3.1压力容器的应力水平和主应力方向般认为钢制焊接压力容器强度最薄弱容器的应乃测记试验纟况也证明焊继区不少测点进入了屈服状态,有的测点甚至在远远低于水压试验的载荷条件下就达到了屈服状态。所以可以利用屈服条件确定钢制压力容器的残余应钢制压力容器焊缝区的残余应力的主应力方向和由内压所产生的应力的主应力方向是致,钢制压力容器的危险部位如采需耍做出更精确的估算。可以在容器的水吒试验前。沿垂直和平行焊缝方向粘贴应变花,在水压试验过程中测取其应变值,通过做出的压力应变曲线可以算出测点的屈服应力值。

  3.2材料屈服的判定钢制压力容器的材料般处于向应力状态。因此各测点将受到周边村料的影响而有各不相同的屈服特征。容器壳体在内压下均产生拉应力。,焊缝区则达到位应货屈服。疔先进入拉应变屈服的主应力方向为第主应力方向,其拉伸曲线与拉伸试样相比,没有屈服平台,因此需要确定所有测点屈服的标准工程上规定0.2为材料的屈服强度,在确定各测点的屈服强度时,可以把测点的压力应变曲线出现定的残余应变值规定为测点的屈服条件。如果残余应变值规定得大,则测点的屈服压力就会大,从而其71和巧;相应偏高,所确定的残余应力值则较小,同时,如果测点己经屈服则残余应变的,加而引起的压力变化是不明显的。从结构安全性考虑,应该把残余应变值规定得小些。因此综合各方面因素和有关资料,规定当测点的压方应变曲线上产生了200,杏嘤Ρ涫钡难沽ξ,萜鞑獾愕那,沽Σ,3.3厘18屈股条作确定残公应力在内压的作用下,压力容器壁处于空间应力状态。但是器壁的径向应力很小。因此可以把器欺的发面应力视为户面应力状态用下标1垂直或平行于焊缝方向中的任意个方向,下标2另个方向,根据虎克定作,可以得到压力界器内外面焊缝测点的残余应力和为si,ei残余应力对应的弹性应变测点山内所产生的应力,1和,可为因此,钢制压力容器在内压0作用下,测点两主应力方的应变和为力容器焊缝区在内压0作用下的应力,和,为13和式9可得由此得测点的残余应力为力。

  4结论用服条件确定钢制焊接压力容器的残余应力时,只须测定被测压力容器的材料,1服强度和测点在第次水压试验中的压力应变曲线,测试容易,计算简便。只要测点进入屈服状态,就能确定该点两个主应力方向的残余应力,确定残余应力的方法在理论上是完整的,具有更广泛的应用范囤。

  癸考文献1袁发荣。伍尚礼。焊接残余应力测试与计算。长沙湖南大学出版社。7.54562涂远杰。与趴屈服理论值的比较。力学3涂秉业。塑性理论基础厘北京清华大学出版社,4李思源。张德棋。用屈服条件确定残余应力。化工炼油机械。1982.15曹毅中。工程断裂力学肘。西安西安交通大学出版fl.

  6赵颖,王福忠。张晓峰。用加权余量法求圆板在;8屈服条件下的极限荷载。沈阳电力高等专科学校学ffi,2001.334950上接第36页工作状态下,管道上的配管随管道膨胀移动,检查是否有足够的预留膨胀空间;检查膨胀节的变形情况是否和设计致;检查管道在膨胀过程中的变形情况,是否有可能和平台梁等相碰。

  由于催化裂化装迓中的烟机转速高。在高温,长期工作,定子和转子间的间隙特别小,机壳的细小变形或转子和定子间的微小移动,均会导致烟机运转异常甚至破坏。初次安装检修以及更换烟机管道部件后,烟机入口和出口管道均应严格按照设计要求进行安装检查以及调整,以减小其对烟机的推力和力矩。保证烟机长期稳定运转。

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