ANSYS解讀ASME分析設計規范與開孔補強
-
【作 者】欒春遠 編著
【I S B N 】978-7-5170-5515-0
【責任編輯】楊元泓
【適用讀者群】本專通用
【出版時間】2017-09-01
【開 本】16開
【裝幀信息】平裝(光膜)
【版 次】第1版第1次印刷
【頁 數】336
【千字數】520
【印 張】21
【定 價】¥68
【叢 書】萬水ANSYS技術叢書
【備注信息】
簡介
本書特色
前言
章節列表
精彩閱讀
下載資源
相關圖書
第1章對CACI譯2007/2013版ASMEⅧ-2:5主要譯文案例的分析,包括給出規范原文難句的“語法分析”和“譯文分析”,每揭示一句譯文的錯誤,就能使譯文向等效規范方向靠近一步,同時旨在提醒并防止因CACI的譯文有語法錯誤和理解錯誤而繼續產生誤導。第2章展現ASMEⅧ-2:5的規范正文,它是學習、理解和應用規范的依據,是第3章正確解讀的基礎。第3章給出ASMEⅧ-2:5按分析要求設計的【規范軟件初步解讀】。采用ANSYS分析實例,圖文并茂解讀:彈性應力分析和彈-塑應力分析評定元件防止塑性垮塌、局部失效、屈曲垮塌和由循環載荷引起的失效(包插棘輪評定),極限載荷分析法評定元件防止塑性垮塌。第3章的解讀,要根據第2章規范的規定。第3章完成第2章分析設計。因此,第1、2、3章是緊密關聯的。第1章案例分析是首次嘗試,首次應用。
第4章給出ASMEⅧ-2:4.5在殼體和封頭上開孔的設計規則。第5章給出EN 13445-3: 9在殼體上開孔。第6章給出ГОСТ Р 52857.3在內壓或外壓作用下殼體和封頭的開孔補強、接管上外載荷作用下圓筒和球形封頭的強度計算。第7章給出接管開孔補強綜合分析以及實例計算結果的比較。這三個規范給出開孔補強的標準圖例65個,猶如群星燦爛,最大限度地滿足了工程需要。實例計算表明,從GB150轉入美歐俄三個規范的計算切入點,完全解決了GB150只具有徑向開孔補強的一種功能和不能做到“一孔一校”的問題。
本書可供壓力容設計、制造、檢驗和使用等各環節的工程技術人員參考,也可供大專院校“過程裝備與控制工程”專業及相近專業的師生參考。
本書第1章是對CACI譯2007/2013版ASMEⅧ-2:5主要譯文案例的分析。
由于ASME已經表態:對該譯書的任何語法錯誤或因對標準的誤解而產生的矛盾不負責任。因此,在學習ASMEⅧ-2:5的過程中,發現該“中譯本”確實存在涉及諸多方面的錯誤:如對原文理解有誤,產生誤導;對原文的語法分析有誤;專業術語使用不當,造成譯文錯誤;看錯英文單詞,造成譯文錯誤;將原文削減不譯,造成譯文錯誤;軟件知識欠缺,選擇詞義不當,造成譯文錯誤;較多的譯文是病句等等。本章僅提出155個譯文案例是針對譯文質量進行分析,給出相應的“語法分析”和“譯文分析”,旨在提醒并防止因語法錯誤和理解錯誤而繼續產生誤導。在標準規范的翻譯中,譯文案例的分析,是首次出現、首次嘗試,供讀者學習規范時參考,力求規范譯文正確、與原文等效。
第2章ASMEⅧ-2:5按分析要求設計。只有規范譯文正確,才能便于讀者準確理解和應用規范。見第1章1.3可怕的病句(僅列幾例)。這樣的譯文會產生不良后果。又如規范5.2.1.2(見本書2.2.1.2)“對于具有復雜的幾何形狀或復雜載荷工況的元件、應力分類,需要高深的知識和鑒別能力。對三維應力場,這是尤其正確的。對于分類過程可產生模棱兩可的結果的場合,推薦分別應用規范5.2.3(見本書2.2.3)極限載荷法或規范5.2.4(見本書2.2.4)彈-塑性分析法”。CACI對原文“Application of the limit load or elastic-plastic analysis methods in 5.2.3 and 5.2.4, respectively, is recommended for cases where the categorization process may produce ambiguous results.”中,“the categorization process”是指“分類過程”,卻譯成“應力分類方法”可以產生模棱兩可的結果的情況,就是將規范念歪了,造成譯文的錯誤,導致別人也人云亦云,見第1章[10]。“應力分類方法”是彈性應力分析的基礎,見規范5.2.2.2,是不會產生“模棱兩可的結果”。一語道破,該譯者并不懂得“模棱兩可”的涵義。分類過程就是選擇路徑的過程,對三維應力場,可產生 “模棱兩可的結果”,詳見第3章。
第3章ASMEⅧ-2:5按分析要求設計【規范軟件初步解讀】。國內發表這方面的文章和專著甚少。新版ASMEⅧ-2:5將規范條款和軟件數值分析融為一體,用軟件數值分析結果實現規范條款的規定。
本書采用ANSYS分析實例,以同一的幾何模型和有限元模型,圖文并茂【解讀】彈性應力分析和彈-塑應力分析評定元件防止塑性垮塌、局部失效、屈曲垮塌和由循環載荷引起的失效(包括棘輪評定),極限載荷分析法評定元件防止塑性垮塌。
采用的材料模型有:彈性應力分析法防止塑性垮塌用彈性材料模型;極限載荷分析法防止塑性垮塌用彈性-理想塑性材料模型(屈服極限用1.5倍的許用應力);彈-塑性應力分析法防止塑性垮塌用規范附錄3-D給出真實的應力應變曲線模型;彈性應力分析法防止局部失效用彈性材料模型;彈-塑性應力分析法防止局部失效用真實的應力應變曲線模型;一次循環分析法防止由循環載荷引起失效用隨動強化的循環的應力幅-應變幅曲線模型;兩倍屈服法防止由循環載荷引起失效用循環的應力范圍-應變范圍的滯回曲線材料模型;棘輪評定—彈性應力分析用彈性材料模型;棘輪評定—彈-塑性應力分析用彈性-理想塑性材料模型(屈服極限用規范附錄3-D給出的真實的屈服極限)。
在【規范軟件初步解讀】的過程中,本書作者的原創工作是:
(1)從PL+ Pb+Q中分出Q的方法,回答了有關學者提出的問題“如何將等效線性化處理得到的薄膜加彎曲應力進一步分解成一次應力和二次應力則是國內外壓力容器界熱烈討論的問題,目前尚無公認的結論”。
(2)對于極限載荷分析法,規范指出“通過一個小的載荷增量不能達到平衡解,說明了這一點(該解不收斂)。”本書作者真正看到了“極限載荷的境域”,見第3章,當加載設計壓力等于60.50 MPa,求解完成,ANSYS給出的應力云圖,顯示顏色標尺的第二檔(橙黃色),由一檔降為二檔,Mises應力下降了,出現塑性流動和應力再分布。
(3)采用彈-塑性應力分析,確定元件的塑性垮塌載荷時,規范也指出“通過一個小的載荷增量不能達到平衡解,說明了這一點(該解不收斂)”,當加載設計壓力達到118MPa,求解完成。加載設計壓力等于119MPa,ANSYS停止計算。加載為118MPa就是總體塑性垮塌載荷。這時出現總體塑性垮塌載荷的相應境域是,應力云圖上出現68個節點,其Mises當量應力SMX達到了材料的強度極限552MPa。
第4章ASMEⅧ-2:4.5在殼體和封頭上開孔的設計規則。該規則的基本理論是,“最大局部一次薄膜應力法”。接管與殼體相貫區是總體結構不連續,這里的薄膜應力是局部一次薄膜應力PL。本規則就是確定最大局部一次薄膜應力,并以1.5倍的許用應力進行評定,并且必須進行“一孔一校”。
本規范給出兩條主線:其一是規范4.5.5(見本書4.5)圓筒上的徑向接管,給出10個計算步驟,完成接管開孔補強設計;其二是規范4.5.10(見本書4.10)球殼或成形封頭上的徑向接管。其他各種位置的斜接管,均作某些參數的相應替代,然后回歸到相應主線上繼續計算,直至完成。
該規則對開孔率雖然沒有明確限制條件,但從公式中可發現它的實際應用的可能性。
對于補強范圍有重疊的兩個接管開孔,規范給出方法計算每一單個接管LR,然后返回到主線上計算。
第5章EN 13445-3: 9在殼體上開孔。該標準實施“壓力面積法”(pressure area design method),該方法建立在保證材料提供的反作用力大于或等于由壓力產生的作用力的基礎上。因此,補強計算的重點是,計算應力作用面和壓力作用面。該標準也規定“一孔一校”。
該標準規定了開孔率:圓筒上接管補強的開孔,dib / (2ris)應不超過1.0;在半球形封頭和其他的凸形封頭上開孔,d/De應不超過0.6;用殼體補強的沒有接管的開孔,開孔率為0.5。圓筒和錐殼縱截面上的斜接管,φ角不超過60°,在球殼和凸形封頭上斜接管,用公式控制。
對不滿足單個開孔條件,本標準給出相鄰開孔的孔間帶校核和全面校核。開孔靠近殼體不連續處的距離W,必須滿足標準9.7.2(見本書5.7.2)的規定:W≥Wmin。
第6章ГОСТ Р 52857.3在內壓或外壓作用下殼體和封頭的開孔補強、接管上外載荷作用下圓筒和球形封頭的強度計算。該標準以極限平衡(極限載荷)理論為基礎推導出補強計算條件:殼體和接管的多余壁厚的相應面積,加上補強圈的貢獻面積≥計算壁厚下失去的凈面積。必須進行“一孔一校”。
該標準規定了開孔率:圓筒或錐殼上實現1.0;凸形封頭上達到0.6;接管上有外載荷作用下,圓筒開孔率達0.8;半球形封頭上達到0.6。
當在圓筒上設置具有圓形橫截面的傾斜接管時,γ(見圖A.11б)不超過45°。對于橢圓形封頭上非中心部位的接管(見圖A.5),γ不超過60°。圓筒和錐殼縱截面上的斜接管以及對半球形封頭和碟形封頭球面部分的所有開孔,開孔的計算直徑:dp=( d+2cs)/cos2γ。對于兩個相互有影響的接管開孔,由孔橋的許用壓力控制。
第7章接管開孔補強綜合分析。給出實例計算結果匯總一覽表,三個規范開孔補強功能對比分析。
第4~6章,均給出概述,標準正文,從GB150轉入三個標準規范的計算切入點,實例計算,小結和原文難句分析。
三個開孔補強規范中給出標準圖例共65個,猶如群星燦爛,最大限度地滿足了工程需要,設計人員通過計算,完美地設計出精彩的壓力容器產品,也實現了最高的設計享受。
在開孔補強標準方面,美歐俄三個規范,實施三種完全不同的基本理論,形成三足鼎立的局面,任何其他國家壓力容器的開孔補強標準無法比擬,這是不容置疑的。
由于作者水平有限,對書中的錯誤,敬請專家學者和廣大讀者給予批評和指正。
作 者
2017年4月
主要譯文案例的分析 1
第1節 概述 1
1.1 對翻譯的認識 1
1.2 自造詞 1
1.3 可怕的病句 3
1.4 譯文案例的概況 5
第2節 主要譯文案例的分析 9
第3節 小結 84
參考文獻 85
第2章 ASMEⅧ-2:5按分析要求設計 86
第1節 概述 86
第2節 標準正文 86
2.1 一般要求 86
2.2 防止塑性垮塌 88
2.3 防止局部失效 93
2.4 防止屈曲垮塌 94
2.5 防止由循環載荷引起的失效 95
2.6 接管頸部應力分類的補充要求 107
2.7 螺栓的附加要求 108
2.8 管板的附加要求 109
2.9 多層容器的附加要求 109
2.10 實驗應力分析 109
2.11 斷裂力學評定 109
2.12 定義 109
2.13 符號 111
2.14 表 115
2.15 圖 124
附錄2-A 應力線性化結果用于
應力分類 125
附錄2-B 循環圖的設計和疲勞分析的
循環計數 136
附錄2-C 用于彈性疲勞分析的交變塑性
修正系數和有效的交變應力 139
附錄2-D 應力指數 144
參考文獻 149
第3章 ASMEⅧ-2:5按分析要求設計
【規范軟件初步解讀】 150
第1節 概述 150
第2節 【規范軟件初步解讀】 151
3.1 ANSYS解讀用的分析實例 151
3.2 彈性應力分析法防止塑性垮塌 153
3.3 極限載荷分析法防止塑性垮塌 162
3.4 彈-塑性應力分析法防止塑性垮塌 165
3.5 彈性應力分析法防止局部失效 167
3.6 彈-塑性應力分析法防止局部失效 168
3.7 防止屈曲垮塌 173
3.8 疲勞評定-彈性應力分析和
當量應力 177
3.9 疲勞評定—彈-塑性應力分析和
當量應變 181
3.10 棘輪評定—彈性應力分析 186
3.11 棘輪評定—彈-塑性應力分析 187
第3節 小結 188
參考文獻 190
第4章 ASMEⅧ-2:4.5在殼體和封頭上開孔
的設計規則 191
第1節 概述 191
第2節 標準正文 191
4.1 應用范圍 191
4.2 各種接管的尺寸和形狀 191
4.3 接管連接的方法 192
4.4 接管頸部最小厚度要求 193
4.5 圓筒上的徑向接管 193
4.6 圓筒橫截面上的山坡接管(hillside
nozzle) 196
4.7 圓筒縱截面上與縱軸中心線成某一
角度的接管 197
4.8 錐殼上的徑向接管 197
4.9 錐殼上的接管 198
4.10 球殼或成形封頭上的徑向接管 198
4.11 成形封頭上的垂直接管和
山坡接管 202
4.12 平蓋上的圓形接管 203
4.13 對接管間距的要求 204
4.14 接管連接焊縫的強度 204
4.15 殼體和成形封頭的接管上由外載荷
產生的局部應力 207
4.16 檢查開孔 207
4.17 承受壓縮應力的開孔補強 208
4.18 符號 209
4.19 表 212
4.20 圖例 213
第3節 從GB150轉入本規范的計算
切入點 219
第4節 實例計算 220
第5節 小結 229
第6節 對CACI譯2007/2013版ASMEⅧ-
2:4.5 主要譯文案例的分析 231
參考文獻 235
第5章 EN 13445-3:9在殼體上開孔 236
第1節 概述 236
第2節 標準正文 236
5.1 應用范圍 236
5.2 本條定義 236
5.3 專用符號 237
5.4 一般規定 240
5.5 單個開孔 248
5.6 多個開孔 260
5.7 開孔靠近殼體不連續處 267
第3節 從GB150轉入本標準的計算
切入點 271
第4節 實例計算 272
第5節 小結 278
第6節 原文主要的難句分析 281
參考文獻 282
第6章 在內壓或外壓作用下殼體和封頭的
開孔補強 接管上外載荷作用下圓筒和
球形封頭的強度計算 283
第1節 概述 283
第2節 標準正文 284
1 應用范圍 284
2 引用標準 284
3 符號 284
4 一般規定 286
5 內壓或外壓下的開孔補強計算 287
6 接管上的外部靜載荷作用下圓筒和
球形封頭的強度計算 293
附錄A 298
第3節 從GB150轉入本標準的計算
切入點 307
第4節 實例計算 307
第5節 小結 315
第6節 主要的難句分析 318
參考文獻 319
第7章 接管開孔補強綜合分析 320
第1節 實例計算結果一覽表 320
第2節 開孔補強功能對比分析 321
第3節 展望 324
參考文獻 325
- 庭院風骨—樹、灌、籬 [創意房主 著]
- Python語言程序設計教程 [郭其標 房宜汕]
- 微積分(經管類)教程篇(下冊) [曹海軍 王海棠 周玲麗]
- 微積分(經管類)教程篇(上冊) [曹海軍 王海棠 周玲麗]
- 微積分(經管類)導學篇(上冊) [王海棠 曹海軍 周玲麗]
- 網站前端技術案例教程(HTML+CSS+JavaScript)(第二版) [黃華升]
- 線性代數 [主編 史昱 陳鳳欣]
- 電力電子技術課程學習及實驗指導 [主編 陳榮]
- 成長對話:青春的榜樣 [主編 施端銀 黃武剛 應巨林]
- 人工智能應用基礎 [主編 楊纓 李佳]
- 中華水文化(慕課版)(第二版) [畢雪燕 楊華軻 羅玲誼 等編著]
- 電路與電子技術Ⅱ——電路分析基礎 [主編 陳曉 金哲]
- 飛機維修專業英語——飛機系統(第二版) [趙迎春]
- 英語大爆炸:跟趣味情景劇學口語(微課版) [秦然 編著]
- 機械工程制圖任務跟蹤訓練 [主編 王瑞清 趙金考 周彥云 ]
- 機械工程制圖 [主編 覃國萍 劉百順 禹晨]
- 平面設計與制作項目化教程 [主編 李晨]
- 后期影像剪輯技術 [主編 郭建偉]
- 人工智能概論(第二版) [主編 任云暉 丁紅 徐迎春 ]
- 信息時代美育之道 [主編 劉宏宇 黎婭]
- 數字媒體交互設計項目式教程(微課版) [主編 蘇陸]
- 動畫運動規律項目實例解析(微課版) [孫珊珊 袁維坤]
- 自然語言處理 [主編 馮建周]
- 新媒體內容創作實務(微課版) [主編 覃思源]
- 人工智能基礎 [主編 余平 張春陽]
- 人工智能導論 [主編 王飛 潘立武]
- Amazing!兒童英語自然拼讀分級教材(全8冊) [王玲 編著]
- Spark大數據處理技術 [主編 劉仁山 周洪翠 莊新妍]
- 毫無PS痕跡—你的第一本Photoshop書(第二版) [趙鵬 著]
- 電視新聞制作(活頁式) [主編 王曉翠 劉傳琳]
- ANSYS Workbench在壓力容器分析中的應
- 基于ANSYS的復合材料有限元分析和應用
- ANSYS AQWA進階應用
- ANSYS SCADE Suite建模基礎
- ANSYS AQWA軟件入門與提高
- ANSYS APDL參數化有限元分析技術及其應
- ANSYS解讀ASME分析設計規范與開孔補強
- 基于ANSYS的復合材料有限元分析和應用
- ANSYS Icepak進階應用導航案例
- ANSYS SpaceClaim直接建模指南與CAE前
- ANSYS Workbench結構工程高級應用
- 基于Simplorer場路耦合多物理域聯合仿
- ANSYS非線性有限元分析方法及范例應用
- ANSYS信號完整性分析與仿真實例
- 壓力容器全模型ANSYS分析與強度計算新
- ANSYS 13.0 Workbench數值模擬技術