容器接管处的应力集中
孔边及开孔接管处的应力集中程度均用应力集中系数K来表示,K是开孔处的最大应力值与不开孔时最大薄膜应力之比。开孔接管的应力集中系数主要受到下列因素影响:
1)容器的形状和应力状态;
2)开孔的形状、大小及接管壁厚;
开圆孔应力集中系数最小,椭圆孔较大,方孔更大。接管轴线与壳体法线不一致时,开孔将变为椭圆而使应力集中系数增大。开孔直径越大,接管壁厚越小,应力集中系数越大,故减小孔径或增加接管壁厚均可降低应力集中系数。插入式接管的应力集中系数小于平齐接管。
外压容器和平板的开孔补强
等面积补强法,实际上补强的是壳体开孔丧失的薄膜应力抗拉强度断面积。但对于受压的平板,其内产生的是弯曲应力,因此应按补强开孔所丧失的抗弯强度来确定补强面积,使补强前后在补强范围内的抗弯模量相同。由此导出的补强面积为开孔挖去面积的0.5倍,故平板开孔时,另加开孔的面积的一半就可以满足需要了。
外压容器除强度外,还需满足稳定条件。由于按外压计算的壁厚较承受同样的内压时大,且局部补强的目的主要是为解决应力集中,故外压容器局部补强所需补强的面积可少些。 各国规范认为,所补强面积为挖去金属面积的一半就可满足。
整体法兰强度设计
首先检验垫片尺寸和螺栓、螺栓圆直径是否尽可能的小,以最大限度地降低作用于法兰的弯矩。在此条件满足的前提下,若是轴向应力不能满足,则可增加锥颈厚度和锥颈高度,若是径向应力σr或环向应力σt不能满足要求,则可增加法兰盘厚度。
锥壳加强段长度
锥壳大端加强段长度的意义是:当量圆筒在均布边界力作用下,圆筒中轴向弯曲应力的衰减长度。
锥壳小端加强段长度的意义是:当量圆筒在均布边界力作用下,圆筒中局部环向薄膜应力的衰减长度。
冲击功与断裂韧性
1)断裂韧性:指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量,也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。它和裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关。是材料固有的特性,只与材料本身、热处理及加工工艺有关。是应力强度因子的临界值。常用断裂前物体吸收的能量或外界对物体所作的功表示。例如应力-应变曲线下的面积。韧性材料因具有大的断裂伸长值,所以有较大的断裂韧性,而脆性材料一般断裂韧性较小。
2) 冲击韧性:工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力,即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功 Ak,单位为焦耳(J)。冲击韧度指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向。