强度失效 刚度失效 、压力容器的失效形式失稳失效 泄漏失效 交互失效 1、强度失效 由于材料屈服或断裂引起的压力容器失效 韧性断裂 脆型断裂 强度失效形式疲劳断裂 蠕变断裂 腐蚀断裂 (1)韧性断裂 压力容器在载荷作用下,应力达到或接近材料的强度极限而发生的断裂 特点:①材料断裂前发生较大的塑性变形,容器发生鼓胀 ②容器断口处厚度减薄 ③断裂时几乎没有碎片 失效原因 ①容器厚度不够。 ②压力过大(大于最大工作压力) (2)脆性断裂(低应力脆断) 一一容器中的应力远低于材料的强度极限而发生的断裂。 特点:①断口平齐,且与最大应力方向垂直 ②断裂时可能碎裂成碎片飞出。 ③断裂时应里很低,安全附件不起作用,具有突发性 失效原因: ①容器材料的脆性。 ②材料中存在缺陷 (3)疲劳断裂 一一在交变载荷作用下,材料原有的或萌生的裂纹扩展导致容器发生的断裂。 点:①断口有贝壳状的疲劳条纹 ②断裂时容器无明显的塑性变形,容器整体应力较低
1、强度失效 ——由于材料屈服或断裂引起的压力容器失效。 （1）韧性断裂 ——压力容器在载荷作用下，应力达到或接近材料的强度极限而发生的断裂。 特点：①材料断裂前发生较大的塑性变形，容器发生鼓胀。 ②容器断口处厚度减薄。 ③断裂时几乎没有碎片。 失效原因： ①容器厚度不够。 ②压力过大（大于最大工作压力）。 （2）脆性断裂（低应力脆断） ——容器中的应力远低于材料的强度极限而发生的断裂。 特点：①断口平齐，且与最大应力方向垂直。 ②断裂时可能碎裂成碎片飞出。 ③断裂时应里很低，安全附件不起作用，具有突发性。 失效原因： ①容器材料的脆性。 ②材料中存在缺陷。 （3）疲劳断裂 ——在交变载荷作用下，材料原有的或萌生的裂纹扩展导致容器发生的断裂。 特点：①断口有贝壳状的疲劳条纹。 ②断裂时容器无明显的塑性变形，容器整体应力较低。 交互失效 泄漏失效 失稳失效 刚度失效 强度失效 一、压力容器的失效形式 腐蚀断裂 蠕变断裂 疲劳断裂 脆型断裂 韧性断裂 强度失效形式
③断裂具有突发性,危害性较大 失效原因 ①交变载荷。 ②高应力区形成疲劳裂纹。 4)蠕变断裂 压力容器长时间在高温下受载,材料的蠕变变形会随着时间不断增大,使容器厚 度明显减薄,发生鼓胀变形,最终导致容器发生断裂。 特征:①在恒定载荷和低应力条件下也会发生蠕变断裂。 ②断裂前材料会产生蠕变脆化。 ③断裂前材料具有韧性断裂的特征,断裂时材料具有脆性断裂的特征。 (5)腐蚀断裂 由于材料受到介质腐蚀,造成容器整体厚度减薄,或局部凹坑、裂纹等,由此引 起的断裂称为腐蚀断裂 ①全面腐蚀 ②点腐蚀 ③晶间腐蚀 ④应力腐蚀 2、刚度失效 构件发生过度弹性变形引起的失效 3、失稳失效 ①弹性失稳 ②非弹性失稳 4、泄漏失效 5、交互失效 腐蚀疲劳 ②蠕变疲劳 压力容器的失效判据和设计准则 1、失效判据 一一判断压力容器是否失效
③断裂具有突发性，危害性较大。 失效原因： ①交变载荷。 ②高应力区形成疲劳裂纹。 （4）蠕变断裂 ——压力容器长时间在高温下受载，材料的蠕变变形会随着时间不断增大，使容器厚 度明显减薄，发生鼓胀变形，最终导致容器发生断裂。 特征：①在恒定载荷和低应力条件下也会发生蠕变断裂。 ②断裂前材料会产生蠕变脆化。 ③断裂前材料具有韧性断裂的特征，断裂时材料具有脆性断裂的特征。 （5）腐蚀断裂 ——由于材料受到介质腐蚀，造成容器整体厚度减薄，或局部凹坑、裂纹等，由此引 起的断裂称为腐蚀断裂。 ①全面腐蚀 ②点腐蚀 ③晶间腐蚀 ④应力腐蚀 2、刚度失效 ——构件发生过度弹性变形引起的失效 3、失稳失效 ①弹性失稳 ②非弹性失稳 4、泄漏失效 5、交互失效 腐蚀疲劳 ②蠕变疲劳 二、压力容器的失效判据和设计准则 1、失效判据 ——判断压力容器是否失效
两个必需的条件:①力学分析结果 ②失效数值 2、压力容器设计准则 弹性失效设计准则 塑性失效设计准则 爆破失效设计准则 (1)强度失效设计准则{弹塑性失效设计准则 疲劳失效设计准则 蠕变失效设计准则 脆性断裂失效设计准则 (2)刚度失效设计准则 (3)稳定失效设计准则 (4)泄漏失效设计准则 §4-3常规设计 主要教学内容 授课方式 授课时数 1、压力容器设计概述 2、圆筒设计 3、封头设计 4、密封装置设计 讲授 5、开孔和开孔补强设计 自学 6、支座和检查孔 7、安全泄放装置 8、焊接结构设计 9、压力试验
两个必需的条件：①力学分析结果 ②失效数值 2、压力容器设计准则 （2）刚度失效设计准则 （3）稳定失效设计准则 （4）泄漏失效设计准则 §4-3 常规设计 主 要 教 学 内 容 授课方式 授课时数 1、压力容器设计概述 2、圆筒设计 3、封头设计 4、密封装置设计 5、开孔和开孔补强设计 6、支座和检查孔 7、安全泄放装置 8、焊接结构设计 9、压力试验 讲授 自学 18 脆性断裂失效设计准则 蠕变失效设计准则 疲劳失效设计准则 弹塑性失效设计准则 爆破失效设计准则 塑性失效设计准则 弹性失效设计准则 （1）强度失效设计准则
1、了解压力容器设计的基本内容 2、掌握压力容器筒体和封头设计方法 、掌握螺栓法兰连接的设计方法 教学目的和要求4、掌握开孔和开孔补强设计方法 5、了解支座、检查孔、安全泄放装置的作用、结构和选用 6、掌握焊接结构设计方法 7、掌握压力试验的方法和计算 1、压力容器筒体和封头设计计算 2、螺栓法兰连接的设计计算 教学重点和难点 3、开孔和开孔补强设计计算 4、焊接结构设计 果外作业 思考题;习题T1、T2、T3、T5、T7 、概述 (1)压力容器常规设计方法 (2)压力容器分析设计方法 (3)弹性失效设计准则 表41按弹性失效设计准则的内压厚壁圆筒强度计算式 应力强度 筒体径比 筒体计算厚度 设计准则 K 最大拉应力准则 K2+1 ]+p 最大切应力准则 -2p 形状改变比能准则 √3 a Lo]' pK2-1 R N[ay-√3p 中径公式 片k(a3
教学目的和要求 1、了解压力容器设计的基本内容 2、掌握压力容器筒体和封头设计方法 3、掌握螺栓法兰连接的设计方法 4、掌握开孔和开孔补强设计方法 5、了解支座、检查孔、安全泄放装置的作用、结构和选用 6、掌握焊接结构设计方法 7、掌握压力试验的方法和计算 教学重点和难点 1、压力容器筒体和封头设计计算 2、螺栓法兰连接的设计计算 3、开孔和开孔补强设计计算 4、焊接结构设计 课外作业 思考题；习题 T1、T2、T 3、T 5、T 7 一、概述 （1）压力容器常规设计方法 （2）压力容器分析设计方法； （3）弹性失效设计准则
实验值 容器常用 比克 中径公式 最大拉应力准测 形状改变比能准则 最大切应力准则 径比,K 图4-1各种强度理论的比较 二、圆筒设计 (一)结构 单层卷焊式 单层式J整体锻造式 单层瓦片式 无缝钢管式 圆筒结构形式 多层包扎式 热套式 组合式{绕板式 整体多层包扎式 绕带式∫槽形绕带 扁平钢带倾角错绕式 1、单层式圆筒 优点:不存在层间松动等薄弱环节,能较好地保证筒体的强度 (1)对制造设备的要求高 (2)材料的浪费大 (3)存在较深的纵、环焊缝,不便于焊接和检验。 圆筒层板包扎式 优点:(1)对加工设备的要求不高 (2)压缩预应力可防止裂纹的扩展
二、圆筒设计 （一）结构 1、单层式圆筒 优点：不存在层间松动等薄弱环节，能较好地保证筒体的强度。 缺点： （1）对制造设备的要求高。 （2）材料的浪费大。 （3）存在较深的纵、环焊缝，不便于焊接和检验。 圆筒层板包扎式： 优点：（1）对加工设备的要求不高。 （2）压缩预应力可防止裂纹的扩展。 扁平钢带倾角错绕式 槽形绕带 绕带式 整体多层包扎式 绕板式 热套式 多层包扎式 组合式 无缝钢管式 单层瓦片式 整体锻造式 单层卷焊式 单层式 圆筒结构形式