《现代压力容器设计》

目录1

绪论1

第一章压力容器用钢3

1-1压力容器用钢的一般要求及其选用3

一、机械性能3

二、制造工艺性能5

三、特殊性能5

四、选材和用材的几点原则6

1-2钢的性能及其影响因素6

一、杂质的影响6

二、合金元素的影响7

三、冶炼方法的影响7

四、脱氧状况的影响7

五、加工方法及热处理状态的影响10

1-3压力容器用钢的可焊性及其评定10

一、压力容器用钢的热处理状态10

二、压力容器用钢的可焊性及其评定11

1-4石油化工压力容器用钢分析12

一、中常温用钢12

二、高温用钢15

三、低温用钢15

四、耐蚀钢17

五、锻造容器用钢22

参考文献25

第二章受压薄壁容器的力学基础26

2-1无力矩理论26

一、薄壁圆筒的应力分析26

二、薄壁回转壳体的无力矩理论27

三、无力矩理论的应用30

四、无力矩理论的应用范围34

五、由内压引起的壳体弯曲应力35

2-2有力矩理论与边缘问题36

一、边缘问题的基本概念36

二、有力矩理论在边缘问题上的应用37

三、边缘应力的特性42

2-3平板理论45

一、圆板受轴对称载荷的弯曲微分方程45

二、圆形薄板受轴对称均布载荷的应力分析48

2-4中低压薄壁容器设计52

一、内压容器的设计52

二、容器封头的设计53

三、设计参数的确定59

2-5外压容器的设计64

一、外压薄壁圆筒稳定性的理论计算65

二、图解法计算外压圆筒和球壳的壁厚70

三、加强圈的设计74

四、外压封头的设计77

参考文献78

二、组合式厚壁圆筒79

一、整体式厚壁圆筒79

第三章厚壁容器设计79

3-1厚壁圆筒的结构型式79

3-2单层式厚壁圆筒的设计81

一、应力分析81

二、失效准则及其强度计算式85

3-3我国高压容器现行规定设计方法87

一、单层式高压容器设计87

二、组合式高压容器设计88

一、自增强圆筒的设计参数和应力计算89

3-4自增强技术和超高压容器设计简介89

二、自增强圆筒的设计步？91

三、超高压容器设计简介91

3-5高压容器密封设计92

一、强制密封92

二、自紧式密封的结构型式94

3-6高压容器零部件及开孔补强97

一、端盖97

三、开孔补强98

二、筒体端部98

参考文献99

第四章压力容器的应力分类100

4-1压力容器中的应力分类101

一、一次应力（p）101

二、二次应力（Q）102

三、峰值应力（F）103

四、关于热应力103

4-2压力容器设计时对各类应力的限制104

二、对各类应力强度的限制105

一、应力强度的概念105

4-3极限设计与安定性分析106

一、压力容器的失效准则106

二、极限设计108

三、关于安定性的概念110

4-4以应力分析为基础的设计方法的应用112

参考文献118

一、断裂力学的产生与发展119

第五章压力容器的断裂力学分析119

5-1概述119

二、断裂力学与材料力学的关系120

5-2线弹性断裂力学基本原理及其应用121

一、应力强度因子和平面应变断裂韧性121

二、对应力强度因子K1的修正127

三、应力腐蚀断裂133

四、求KIC的经验公式136

五、线弹性断裂力学在压力容器上的应用136

5-3弹塑性断裂力学基本原理及其应用138

一、裂纹张开位移法——COD法则138

二、COD方法在压力容器上的应用141

三、断裂理论的能量法——J积分法144

四、压力容器的“先漏后断”设计准则146

5-4断裂力学在疲劳设计中的应用147

一、疲劳断裂与疲劳裂纹扩展147

二、压力容器疲劳寿命预测153

5-5带缺陷压力容器修复的一般程序156

一、缺陷修复的判别156

二、缺陷修复工艺157

参考文献159

附录一些钢材的断裂韧性数据159

第六章压力容器的可靠性设计161

6-1可靠性设计的基本理论161

一、可靠性的定义和尺度161

二、可靠性设计中的分布函数162

三、分布函数的代数运算167

6-2压力容器的可靠性设计169

一、应力一强度干涉模型169

二、设计参数确定171

三、可靠性设计中的安全指标172

四、压力容器静强度可靠性设计步骤176

五、可靠度与安全系数关系179

参考文献180

第七章计算机在压力容器上的应用181

7-1前言181

7-2有限单元法在压力容器上的应用181

一、有限元的分析过程181

二、虚位移原理和虚功方程185

三、平面问题的有限单元法186

四、轴对称问题的有限元法193

五、有限元法的计算程序和方法195

六、有限元法在压力容器上的应用198

7-3计算机作标准化工容器设计203

7-4压力容器优化设计简介213

一、优化问题的数学模型213

二、优化方法的无约束问题和有约束问题214

三、优化设计在压力容器上的应用216

参考文献218

工程单位与国际单位换算218