壓力容器分類的案例
為什么要對壓力容器中的應力進行分類？應力分類的依據和原則是什么？
為什么要對壓力容器中的應力進行分類？應力分類的依據和原則是什么？
壓力容器設計中的應力分類
壓力容器設計中的應力分類
壓力容器的應力主要有一次應力、二次應力、峰值應力和局部應力等。
(1)一次應力是由外載引起的正應力和切應力，又稱為基本應力。外載包括容器及其附件的自重，內壓和外壓、外力（風載荷、地震載荷）和外力矩（接管力矩）等。
一次應力的特征是能滿足外力、內力和彎矩的平衡要求，即容器在載荷作用下，為保持容器各部分平衡所需要的力。它不能靠本身達到的屈服極限來限制其大小，具有非自限性。若一次應力超過材料的屈服極限，則其破壞的阻止完全由應變硬化性能所決定。
(2)二次應力是指由于相鄰部件的約束或結構本身的約束所引起的應力，或者具體地說，是指容器在外載作用下不同變形部分連接處為滿足位移連續條件而引起的局部的附加薄膜應力和彎曲應力。
二次應力的一個特征是，它是滿足變形協調條件所引起的應力，組成了自相平衡的力素；另一個特征是，它分布的區域比一次應力小，具有局部性質。由于具有這兩個特點，二次應力的應力強度達到屈服極限，即發生塑性變形時，只會引起容器局部區域屈服，與此相鄰的區域仍呈彈性狀態，容器不至于因此而立即破壞。其次，二次應力是由于變形受到某種限制而引起的，因此當應力達到屈服極限而發生屈服時，變形變得比較自由，所受的限制也就大大地減小，屈服后，不僅不會斷續增加，還會有一定程度的緩和。
(3)峰值應力是指扣除薄膜應力和彎曲應力（包括一次應力和二次應力）后，沿壁厚成非線性分布的應力稱為峰值應力。峰值應力發生在小半徑過渡圓角、局部未焊透處的應力增值。
峰值應力的特性是分布區域很小，沒有明顯變形，可能成為疲勞破壞（低循環疲勞）和脆性變形的起源。
屬于峰值應力的有殼體與接管連接處（內過渡圓角或過渡圓角）應力集中區最大應力沿壁厚均勻分布部分和成線性分布部分的應力。
(4)壓力容器的壁厚是根據它所承受的內壓力或外壓力值確定的。
展開 壓力容器怎樣選擇壓力表？
簡介
壓力表是以大氣壓力為基準，用于測量小于或大于大氣壓力的儀表。在壓力容器上，壓力表是測量壓力容器中介質壓力的一種計量儀表。
壓力表的種類較多，有液柱式、彈性元件式、活塞式和電量式四大類。壓力容器大多使用彈性元件式的單彈簧管壓力表。
壓力表在工業過程控制與技術測量過程中，由于機械式壓力表的彈性敏感元件具有很高的機械強度以及生產方便等特性，使得機械式壓力表得到越來越廣泛的應用。
機械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產生彈性變形。機械壓力表采用彈簧管（波登管）、膜片、膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類，所測量的壓力一般視為相對壓力。一般相對點選為大氣壓力。
彈性元件在介質壓力作用下產生的彈性變形，通過壓力表的齒輪傳動機構放大，壓力表就會顯示出相對于大氣壓的相對值（或高或低）。
在測量范圍內的壓力值由指針顯示，刻度盤的示值范圍一般做成270°。
不銹鋼壓力表結構原理
不銹鋼壓力表由導壓系統（包括接頭、彈簧管、限流螺釘等）、齒輪傳動機構、示數裝置（指針與刻度盤）和外殼（包括表殼、表蓋、表玻璃等）所組成。
外殼為氣密型結構，能有效地保護內部機件免受環境影響和污穢侵入。對于在外殼內充液（一般為硅油或甘油）的儀表，能夠抗工作環境振動較劇和減少介質壓力的脈動影響，如下圖示。
分類
1.壓力表按其測量精確度，可分為精密壓力表(GB/T 1227-2017)和一般壓力表(GB/T 1226-2017)。精密壓力表的測量精確度等級分別為0.1、0.16、0.25、0.4級；一般壓力表的測量精確度等級分別為1.0、1.6、2.5、4.0級。
2.壓力表按其指示壓力的基準不同，分為一般壓力表、絕對壓力表、差壓表。
展開 夾套壓力容器設計壓力的選取
題目：夾套內介質為蒸汽，設計壓力0.5Mpa，內筒及夾套材料均為Q245R，設計溫度150℃。設計溫度下的許用應力為140Mpa，常溫下許用應力為148Mpa。該設備的液壓試驗壓力PT正確的是（ ）。
A.0.66Mpa(內筒)，0.75Mpa (夾套)
B.0.75Mpa(內筒)，0.66Mpa(夾套)
C.0.66Mpa(內筒)，0.66Mpa夾套)
D.0.75Mpa(內筒)，0.75Mpa(夾套)
針對上面的題目，我們來進行延伸講解。
GB/T 150中明確了確定公用元件的計算壓力時，應考慮相鄰室之間的最大壓力差。
中間受壓元件的設計壓力參數，根據以下不同的工況進行選取：
1、內筒常壓，夾套正壓
內筒以夾套設計壓力作為外壓計算的計算壓力；以夾套水壓試驗壓力作為外壓校核的計算壓力。
2、內筒正壓，夾套正壓
非壓差法設計：不能保證任何時候兩側同時受壓
以內筒設計壓力作為計算壓力并確定壁厚；按夾套設計壓力作為外壓計算的計算壓力；以夾套水壓試驗壓力作為外壓校核的計算壓力。
壓差法設計：能保證任何工況下兩側同時受壓
以設計壓差作為中間受壓元件計算壓力并確定壁厚，當內筒壓力比夾套壓力大時，按內壓計算；當內筒壓力比夾套壓力小時，按外壓計算；以夾套水壓試驗壓力作為中間受壓元件外壓校核的計算壓力。
3、內筒真空，夾套正壓
以設計壓差作為中間受壓元件的計算壓力并確定壁厚；按夾套水壓試驗壓力作為外壓校核的計算壓力。
展開 
Abaqus應力線性化-ASME Sec VIII Div 2_壓力容器分析設計
關于壓力容器分析設計的討論大多是基于ANSYS的應力線性化，而這方面Abaqus的公開資料不多，其實Abaqus早期版本就提供了在CAE界面下進行應力線性化的操作，為方便初學者使用Abaqus進行壓力容器分析設計，這篇文章介紹一下Abaqus應力線性化。
01. 壓力容器分析設計規范
目前最成熟、使用最多的壓力容器規范是由美國機械工程師協會（ASME）的鍋爐及壓力容器委員會（BPVC）制定的，我國的壓力容器相關規范有GB150、JB4732、JB4734等。
壓力容器的分析設計有別于傳統設計，主要是指通過有限元計算來校核壓力容器的設計方法，在ASME的壓力容器規范中是ASME Sec VIII Div 2的部分，相當于我國的JB4732。
分析設計的重要環節是應力線性化，為什么要進行應力線性化呢？其實主要是因為壓力容器的不同類型的故障（失效）模式是由不同類型的應力引起的，所以ASME的研究人員將它們進行了應力分類。
壓力容器的各種失效模式
ASME壓力容器規范的應力分類
如上圖所示，這些應力的類別大致分為三類：一次應力、二次應力和峰值應力，它們分別對應不同的故障模式。
一次應力與總塑性變形（gross plastic deformation）有關；
二次應力（在一次應力的基礎上）與增量塑性坍塌（incremental plastic collapse）有關；
峰值應力（在一次與二次應力的基礎上）與疲勞失效（fatigue failure）有關。
展開 “Ansys Workbench壓力容器有限元分析”高級培訓
5、壓力容器彈性應力分析法
6、極限設計法與安定狀態
7、應力分類結果的線性化理論
7.1應力積分法
7.2以節點力為基礎的結構應力法
7.3基于應力積分的結構應力法
8、ANSYS WB應力線性化方法
工程實例（平面單元）-1：高壓容器筒體與封頭連接區應力分析與強度評定
工程實例（實體單元）-2：壓力容器開孔接管區局部應力計算及強度評定
工程實例（殼單元）-3：立式壓力容器在組合載荷作用下的整體結構應力分析與強度評定
工程實例（實體單元）-4：壓力容器快開盲板在高壓作用下的結構應力分析與強度評定
壓力容器靜力彈塑性應力分析方法
1、概述
2、壓力容器材料本構模型
2.1實驗法
2.2 ASME計算法
3、壓力容器計算的極限載荷法
4、壓力容器計算的彈塑性應力分析法
5、非線性有限元求解方法
6、 ANSYS WB非線性有限元求解的設置技巧
工程實例-1：基于實體單元的壓力容器筒體與接管連接區塑性極限分析（極限載荷法）
工程實例-2：基于實體單元的壓力容器筒體與接管連接區彈塑性分析
工程實例-3：基于殼單元的立式壓力容器的塑性極限分析（極限載荷法）
工程實例-4：基于殼單元的立式壓力容器彈塑性分析
壓力容器應力奇異分析與消除技術
1、壓力容器子模型分析的目的
2、子模型技術簡介
3、應力奇異的概念
4、應力奇異產生的原因
5、應力奇異的消除方法
6、子模型技術的操作步驟
7、邊界切分方法與操作技巧
8、子模型技術的ANSYS WB實現方法與設置技巧
工程實例-1：基于ANSYS WB子模型技術的帶局部夾套臥式容器應力分析
壓力容器屈曲分析
1、壓力容器穩定性分析簡介
2、分支點和極值點穩定
展開 什么是外壓容器的穩定性和臨界壓力？內壓容器是否存在穩定性問題？
什么是外壓容器的穩定性和臨界壓力？內壓容器是否存在穩定性問題？
承受外壓載荷的殼體，當外壓載荷增大到某一值時，殼體會突然失去原來的形狀，或出現波紋，載荷卸去后，殼體不能恢復原狀，這種現象稱為外壓殼體的屈曲或失穩。
其實質是壁內壓應力由失穩前單純的壓應力狀態突然躍變為失穩時主要是彎曲應力狀態。
容器失去穩定性時的最小外壓力稱為臨界壓力pr，其值越大，表明容器抗失穩能力越強。
對于薄壁容器，只要壁內存在壓應力，就有先穩的可能。穩定問題不僅僅限于外壓容器，內壓容器有時也有穩定問題。例如受重量載荷和風彎矩作用產生軸向壓應力的直立內壓設備及有局部壓應力產生的內壓封頭，以及內壓臥式容器的鞍座處等，均有穩定性問題存在。
展開 壓力容器泄露數值仿真 ￥1000
<p><strong>壓力容器是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備，是工業生產中的重要組成環節。容器運行期間應定時、定點檢查宜腐蝕部位和“跑、冒、滴、漏”的情況并及時采取妥善措施如實做好記錄。檢查的內容包括工藝條件、設備狀況和安全附件等。</strong></p><p>為了更有效地實施科學管理和安全監檢，我國《壓力容器安全監察規程》中根據工作壓力、介質危害性及其在生產中的作用將壓力容器分為三類，并對每個類別的壓力容器在設計、制造過程，以及檢驗項目、內容和方式做出了不同的規定。</p><p><strong>壓力容器泄露的原因有很多，在工藝氣體生產或使用的現場，有時會因管線交錯、接頭和閥門密集 ，氣體泄漏點非常難以在短時間內準確排查出來，甚至還會出現錯誤判斷。</strong></p><p>當壓力容器出現氣體泄漏時，怎樣才能快速發現真的泄漏點，解決問題避免出現安全事故呢？
展開 壓力容器
做一個容器的壓力測試
用plane 42 軸對稱單元類型分析
如果不定義任何的位移約束 只加載壓力載荷
得出的位移變化很大毫米量級的
如果在一個邊加一個方向上的位移約束
得出的結果看似比較正確
但是這樣對整個容器就不對稱了
不符合事實啊
應該怎么去設置呢
【3月5-7日 線上】Ansys Workbench壓力容器有限元分析高級培訓
壓力容器彈性
應力分析方法
1、
壓力容器應力分析設計方法概述
2、基本術語
3、壓力容器中的應力分類
4、基于ASME標準的應力強度評定方法
5、壓力容器彈性應力分析法
6、極限設計法與安定狀態
7、應力分類結果的線性化理論
7.1應力積分法
7.2以節點力為基礎的結構應力法
7.3基于應力積分的結構應力法
8、ANSYS WB應力線性化方法
工程實例（平面單元）-1：高壓容器筒體與封頭連接區應力分析與強度評定
工程實例（實體單元）-2：壓力容器開孔接管區局部應力計算及強度評定
工程實例（殼單元）-3：立式壓力容器在組合載荷作用下的整體結構應力分析與強度評定
工程實例（實體單元）-4：壓力容器快開盲板在高壓作用下的結構應力分析與強度評定
壓力容器靜力彈塑性應力分析方法
1、
概述
2、壓力容器材料本構模型
2.1實驗法
2.2 ASME計算法
展開 壓力容器鋼材選用原則
在壓力容器設計中，正確選用結構材料對于保證容器結構合理，操作安全以及合理的經濟性是至關重要的。
鋼材的選用應根據設備的設計壓力，設計溫度以及介質特性。所選用的材料在設計條件下應具有好的機械性能，耐腐蝕性能，良好的焊接性能以及冷熱加工性能。除此之外，還應選用最經濟的材料，以降低設備成本。
一、化工和石油化工裝置中常用鋼材按它的化學成分和金相組織分類定義如下:
1. 碳素鋼
含錳量小于等于1.2%，含碳量小于等于2.0%，不有意加其它合金元素的鐵碳合金。其中低碳鋼一般是指含碳量小于等于0.25%的碳素鋼。從鋼材可焊性考慮，用于焊接結構受壓元件用鋼的含碳量不應大于0.25%。也就是說，焊接壓力容器用碳素鋼均是低碳鋼。本選材原則中所指碳素鋼均為低碳鋼。
2. 低合金鋼
低合金鋼是低合金高強度鋼和珠光體耐熱鋼的總稱。其中低合金高強度鋼是指以提高鋼材強度和改善綜合性能為主要目的合金含量小3.0%的合金鋼。例如:16MnR，15MnV等。
3. 珠光體耐熱鋼
指以改善鋼材耐熱及抗氫性能為主要目的，加入鉻Cr≤10%，鉬等合金元素的低碳珠光體耐熱鋼。例如: 18MnMoNb ，15CrMo等鋼。
4. 奧氏體不銹鋼
常溫下金相組織大部分為奧氏體的不銹鋼。例如:Cr18Ni9，Cr17Ni12Mo2。
5. 鐵素體不銹鋼
常溫下金相組織大部分為鐵素體的不銹鋼。例如:Cr13A1。
6. 馬氏體不銹鋼
常溫下金相組織大部分為馬氏體的不銹鋼。例如:Cr13。
制造壓力容器的材料應符合GBT 150《鋼制壓力容器》的規定，具體鋼號的使用溫度上限是許用應力表中提供具體許用應力值的最高溫度。國內鋼號和ASME-II相近鋼號的化學成分，常溫機械性能，供貨狀態等見相關標準。
展開 
ANSYS workbench 循環對稱壓力容器靜力分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習線性靜結構分析步的建立
3、學習壓力容器分析的載荷施加
4、學習壓力容器對稱循環約束的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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復合材料終端市場：壓力容器領域
MIKROSAM 公司則聲稱，其客戶即俄羅斯的JSC DPO Plastik公司已將全球最大的生產線用于CNG容器和儲氫罐的生產，每年能夠纏繞6萬個容器。
德國Cevotec公司表示，通過在壓力容器的圓頂區域使用其纖維貼片鋪放（FPP）系統，可以節省20% 的材料和20%的循環時間。Cevotec的CEO 解釋說，為儲存1kg的氫氣，容器中的工作壓力高達700 bar，意味著需要大約10 kg的碳纖維，這是一個非常高的比率。而FPP系統能夠將精心設計的碳纖維貼片精確地應用到在纏繞過程中有時會出現問題的區域，據說，一個FPP系統就能對來自多臺纏繞機的容器進行補強加固。
雖然用于壓縮氣體儲存的大多數IV型壓力容器采用碳纖維作為結構增強，外層采用玻璃纖維來防止損壞，但挪威的Umoe Advanced Composites公司（簡稱UAC）卻在其IV型容器上只使用玻璃纖維。UAC面向天然氣運輸市場而非汽車市場提供200～350bar的容器，并將于2022年將產品組合擴展到含450～500bar的容器。正如UAC的CEO ?yvind Hamre所說，玻璃纖維增強聚合物（GFRP）的容器具有與鋼容器一樣的成本支出，但重量卻降低了70%。而與CFRP 容器相比，雖然GFRP容器要重一些，但卻降低了50%的成本支出。
由玻纖增強復合材料制成的IV型容器要比碳纖維復合材料制成的容器成本更低，比鋼容器更輕質（圖片來自Umoe Advanced Composites）
在眾多市場大展拳腳的儲氫罐
對于挪威的Hexagon Purus公司以及荷蘭的NPROXX 公司（是康明斯公司與美國Cimmaron Composites公司50:50的合資企業，現已被韓國的韓華公司收購。
展開 不銹鋼壓力容器的焊接技術
一、 壓力容器用不銹鋼及其焊接特點
所謂不銹鋼是指在鋼中加進一定量的鉻元素后，使鋼處于鈍化狀態，具有不生銹的特性。為達到此目的，其鉻含量必須在12％以上。為進步鋼的鈍化性，不銹鋼中還往往需加進能使鋼鈍化的鎳、鉬等元素。一般所指的不銹鋼實際上是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼并不一定耐酸，而耐酸鋼一般均具有良好的不銹性能。
不銹鋼按其鋼的組織不同可分為四類，即奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼。
1. 奧氏體不銹鋼及其焊接特點
奧氏體不銹鋼是應用最廣泛的不銹鋼，以高Cr-Ni型最為普遍。目前奧氏體不銹鋼大致可分為Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。
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1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習壓力容器相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習壓力容器分析的載荷施加
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所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
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