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第一章 概论1

一、容器在化工生产中的作用和分类1

二、容器设计必须考虑的几个因素2

三、压力容器规范简介7

参考文献13

第二章 旋转薄壳与平板的基本理论及应用14

第一节 旋转薄壳的基本方程14

一、旋转薄壳的几何形状14

二、外力与内力15

三、微体平衡微分方程17

四、变形的几何关系18

五、物理方程19

第二节 旋转薄壳的无力矩理论20

一、无力矩理论的一般方程20

二、应用无力矩理论的条件20

三、无力矩理论的应用21

第三节 旋转壳体的弯曲及边缘弯曲解33

一、边缘力和边缘弯矩作用下的内力素与变形34

二、旋转壳体在边缘力和边缘力矩作用下的近似解46

第四节 承受轴对称载荷的圆平板的应力分析46

一、平衡方程47

二、几何方程47

三、物理方程47

四、挠度微分方程及其解48

第五节 边缘力与边缘弯矩的求解51

一、边缘的变形协调条件51

二、几种连接边缘的边缘力和边缘弯矩53

三、边缘附近的应力计算55

四、边缘应力的性质及在设计中的考虑61

参考文献62

二、受内压圆筒的壁厚设计公式63

一、强度条件63

第一节 受内压薄壁容器的强度设计63

第三章 筒体和封头63

第二节 封头的设计64

一、受内压封头的强度设计65

二、各种封头的比较73

第三节 筒体和封头的稳定计算74

一、圆环的稳定性及其临界压力74

二、圆筒体壳体的稳定性76

三、加强圈设计81

四、外压封头计算87

第四节 筒体和封头设计的参数选择89

一、设计压力P89

二、设计温度t90

三、许用应力［σ］和安全系数n90

四、焊缝系数？91

六、直径系列与板材厚度92

五、壁厚附加量C92

七、最小壁厚93

第五节 筒体与夹套的连接93

第六节 压力容器设计准则96

一、应力分类96

二、极限设计法97

三、关于安定性的概念100

四、压力容器强度全面校核的计算步骤101

五、压力容器疲劳设计102

六、断裂力学在压力容器强度分析中的应用112

七、压力容器的蠕变125

参考文献129

第四章 特殊形状容器131

第一节 基本公式131

第二节 椭圆形容器132

第三节 近似椭圆形容器134

第四节 矩形容器135

一、应力分析及计算135

二、矩形容器的设计142

第五节 长圆形容器153

第六节 几种相贯壳体的计算156

一、串联球壳的计算156

二、“∞”字形容器157

三、斜锥的计算158

第七节 带底板半圆筒形容器的计算158

一、底板159

二、半圆筒159

三、端板160

第八节 几种异形管的计算160

一、偏心厚壁圆筒的应力160

第九节 几种管件的受力分析和计算161

五、带矩形孔的矩形管的屈服压力161

一、弯头161

三、带椭圆孔的圆管的强度161

四、带方孔的圆管屈服压力161

二、带圆孔矩形管的计算161

二、焊制三通的强度计算165

三、虾米腰弯头的计算169

四、等径叉形管的计算170

参考文献170

第五章 局部应力172

第一节 施加于圆筒上的局部载荷产生的应力计算172

一、局部径向载荷172

二、局部弯矩187

三、应力的合成与强度校核和失稳校核189

第二节 施加于球壳上的局部载荷产生的应力计算190

一、局部膜应力和弯矩的图算法190

三、图表使用范围198

二、应力集中系数198

第三节 常见结构的局部载荷和局部应力200

一、支腿式支座形成的局部载荷200

二、耳座形成的局部载荷204

三、管系形成的局部载荷208

四、裙座外螺栓压紧盖板处局部应力211

五、夹套连接处局部应力213

六、不同壁厚对接焊缝处的局部应力214

第四节 卧式放置的圆筒形容器应力计算216

一、鞍式支座引起的应力计算216

二、环式支座引起的应力计算234

三、支腿式支座对卧式容器引起的应力234

第五节 容器接管处瞬时热应力的估算237

一、概述237

二、计算方法237

三、应力校核243

参考文献246

第六章 开孔补强247

第一节 开孔引起的应力集中247

一、平板开圆孔附近的应力集中248

二、平板开椭圆孔附近的应力集中250

三、球形容器接管附近的应力集中253

四、应力集中系数的计算254

第二节 开孔补强设计258

一、开孔补强设计方法259

二、开孔补强结构设计259

第三节 等面积补强法266

一、内压容器所需补强面积266

二、外压容器所需补强面积267

三、有效补强范围268

四、起补强作用的金属面积268

一、适用范围及补强形式269

第四节 整体补强元件设计方法269

二、设计计算270

第五节 大孔径补强设计及并联开孔补强275

一、大孔径补强设计275

二、并联开孔的补强278

参考文献280

第七章 法兰设计281

第一节 概述281

一、对法兰连接的基本要求281

二、法兰的分类与结构281

第二节 法兰连接的密封284

一、影响密封的主要因素284

二、法兰密封面与垫片292

第三节 法兰设计295

一、Timoshenko方法295

二、Taylor-Waters方法298

三、DIN2505方法308

四、其它类型法兰设计315

参考文献321

第八章 支座设计322

第一节 悬挂式支座323

一、结构和造型323

二、设计计算324

第二节 支承式支座330

一、结构和选型330

二、设计计算330

第三节 鞍式支座339

一、结构和选型339

二、设计计算340

参考文献345

三、防爆膜的结构形式346

二、防爆膜的特点346

第一节 概述346

第九章 防爆膜设计346

一、防爆膜在化工生产中的作用346

第二节 膜片材料350

一、选材原则350

二、金属膜片材料350

三、非金属膜片材料354

四、组合膜片材料355

第三节 防爆膜排放面积的计算355

一、无爆炸情况下排放面积的计算355

二、有爆炸情况下排放面积的计算357

三、计算举例359

第四节 防爆膜片的强度计算359

一、受拉伸破坏的防爆膜强度计算359

二、受剪切破坏的防爆膜强度计算367

一、膜片的制造要求368

二、膜片的试验、检验要求368

三、受弯曲破坏的防爆膜强度计算368

第五节 膜片的制造及试验、检验要求368

第六节 膜片夹持器与真空支承件371

一、膜片夹持器371

二、真空支承件373

第七节 防爆膜的配置及安装注意事项374

一、防爆膜的配置374

二、配置与安装的注意事项375

参考文献376

第十章 容器附件378

第一节 人手孔378

一、人孔的分类与结构形式378

二、手孔的结构形式381

三、人手孔尺寸的确定381

五、人手孔的装设与选用原则382

四、设计计算382

第二节 视镜385

一、视镜的结构形成385

二、设计计算385

三、材料390

四、视镜的选型与装设392

第三节 液面计393

一、液面计的结构与设计393

二、材料401

三、玻璃管液面计的装设401

四、液面计的选型404

第四节 接管406

一、接管的结构形式406

二、法兰的选用413

三、接管长度及细长管的加强415

一、装设防涡流挡板的作用416

第五节 防涡流挡板416

二、装设防涡流挡板的条件417

三、结构形式417

参考文献420

第十一章 容器焊接、制造及检验要求421

第一节 容器焊接421

一、焊缝的形式及焊缝缺陷的消除方法421

二、常用焊接结构的设计原则422

三、焊条的选用原则439

四、焊接方法440

五、不锈钢的焊接443

六、复合钢板和异种钢焊接443

第二节 容器制造上的要求447

一、对材料的要求447

二、制造公差要求450

一、热处理的要求452

第三节 容器的热处理452

二、热处理方法458

三、热处理时需注意的几个问题459

第四节 容器的检验460

一、无损探伤460

二、强度检验462

三、致密性试验463

参考文献464

第十二章 容器保温结构466

第一节 概述466

一、绝热材料466

二、绝热结构466

三、施工方法466

第二节 常用绝热材料467

一、性能467

二、选材原则480

一、绝热原理481

第三节 绝热原理和绝热厚度计算481

二、绝热经济厚度计算483

三、绝热材料厚度计算中应注意的问题492

第四节 保温结构492

一、紧固装置493

二、防潮层508

三、保护层和防水结构510

四、容器附件保温结构512

第五节 施工与验收521

一、施工前准备521

二、保温(冷)层的施工521

三、防潮层施工523

四、保护层施工523

五、质量检查和验收524

参考文献525