有限元方法在壓力容器強度分析與疲勞壽命計算中的應用*

張 倩 劉 義

(1.上海寰球工程有限公司；2.常州工學院機械與車輛工程學院)

有限元方法在壓力容器強度分析與疲勞壽命計算中的應用*

張 倩**1劉 義2

(1.上海寰球工程有限公司；2.常州工學院機械與車輛工程學院)

在介紹壓力容器設計分析方法的基礎上，以某特定條件下的壓力容器為研究對象，詳細說明了有限元方法在壓力容器應力強度分析和疲勞壽命計算中的應用。計算結果表明：利用有限元方法能夠準確計算壓力容器的應力強度和疲勞壽命。

壓力容器 有限元 強度分析 疲勞壽命

壓力容器的可靠運行對石化、能源、科研及軍工等領域都有著十分重要的意義。工程實踐表明，壓力容器設計初期恰當的應力分析和可行的計算結果將直接影響壓力容器的設計、制造和安全使用，是壓力容器設計的關鍵環節。由于我國普遍采用的傳統壓力容器設計方法主要是依據一系列的強制規定和設計者的相關工作經驗，因此無法實現對壓力容器系統的應力分析與強度計算，導致壓力容器設計缺陷被忽略甚至被掩蓋，很難保證壓力容器的安全運行[1]。

另外，壓力容器在服役過程中常伴隨頻繁的加壓、減壓及介質充裝泄放等，在此過程中會對容器結構不連續區域產生周期性交變應力。在交變載荷的作用下，容器不連續區域會產生很大的局部峰值應力(局部峰值應力可達容器總體薄膜應力的2～6倍)，而在這些局部峰值應力的作用下，材料的晶粒間發生滑移和錯位，形成表面微觀疲勞裂紋。……