1.壓力容器的兩種設(shè)計(jì)規(guī)范

壓力容器是化工、石油化工、冶金、輕工、紡織、機(jī)械以及航空航天工業(yè)中廣泛使用的承壓設(shè)備。盡管各類壓力容器設(shè)備功能各異、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不一，但從整體上看，一般以薄壁的旋轉(zhuǎn)殼為主要構(gòu)型，同時(shí)又可把整體分解為筒體、封頭、法蘭、開孔、接管、支座等部件。這些部件構(gòu)型相對(duì)比較簡(jiǎn)單，均具有明顯的各自特點(diǎn)，并可以方便地進(jìn)行歸類分析。

壓力容器設(shè)計(jì)方法有兩種，分別對(duì)應(yīng)兩種設(shè)計(jì)規(guī)范：我國(guó)的GB150采用的是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，稱為“按規(guī)則設(shè)計(jì)”，它的基本思想是并不需要對(duì)壓力容器的各個(gè)部位進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力分析，而是結(jié)合經(jīng)典力學(xué)理論和經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)壓力容器部件的設(shè)計(jì)做一些規(guī)定，如：選材、系數(shù)、特征尺寸、制造工藝等都滿足的條件。另一種嚴(yán)密的設(shè)計(jì)規(guī)范是JB4732，它采用“分析設(shè)計(jì)”方法，要求對(duì)壓力容器進(jìn)行應(yīng)力分析和疲勞分析，由于這種定量分析結(jié)果使結(jié)構(gòu)趨于合理，因此，用該規(guī)范設(shè)計(jì)的容器，可以達(dá)到較高的許用應(yīng)力而并不削弱裕度。

按分析設(shè)計(jì)和按規(guī)則設(shè)計(jì)在力學(xué)概念、設(shè)計(jì)過程及設(shè)計(jì)結(jié)果上都有較大區(qū)別。在強(qiáng)度方面，按規(guī)則設(shè)計(jì)所依據(jù)的失效準(zhǔn)則是彈性失效準(zhǔn)則，都把部件上可能出現(xiàn)的大應(yīng)力（或大等效應(yīng)力）限制在所用材料的屈服強(qiáng)度σs之下，并與材料的強(qiáng)度限σb保持距離，當(dāng)結(jié)構(gòu)的受力超過彈性范圍，結(jié)構(gòu)即告失效。按分析設(shè)計(jì)考慮了塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則，并引入壽命的概念，對(duì)具有循環(huán)加載特征的部件進(jìn)行疲勞分析。一般情況下，按規(guī)則設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)便，易于被設(shè)計(jì)人員掌握并具有的經(jīng)驗(yàn)性。按分析設(shè)計(jì)方法對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了高的要求，設(shè)計(jì)人員具有應(yīng)力分析能力，掌握有限元軟件等應(yīng)力分析手段。分析設(shè)計(jì)過程的核心是對(duì)部件做的應(yīng)力分析，然后根據(jù)應(yīng)力結(jié)果進(jìn)行應(yīng)力分類校核，根據(jù)校核結(jié)果再優(yōu)化設(shè)計(jì)。