內壓容器應力計算方法比較

張一凡　李文　王運玲　蔣應田　王健

摘 要：壓力容器是化工設備的一個基本組成部分，在進行壓力容器結構設計或安全校核時，其強度，即對內壓容器危險點的應力計算是設計人員首先要考慮的問題。這也是我們研究壓力容器時需要經常面對的問題。利用三種應力計算方法，分別對一實際內壓力容器進行壓力測定，并對三種方法應力結果進行了分析、比較，以期待對相關人員有所幫助。

關 鍵 詞：壓力容器；DH3815靜態應變測試系統；有限單元法；ANSYS軟件

中圖分類號：TQ 051 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）09-2201-03

Abstract： The pressure vessel is a basic component of chemical equipments. The stress calculation of the dangerous point of the pressure vessel should be first considered during structure designing or strength checking. In this paper， three kinds of calculation methods were respectively used to determine the stress of a pressure vessel. Then the calculation results were compared and analyzed.

Key words： Pressure vessel； Dh3815 static strain-gage system； Finite element method； ANSYS software

壓力容器最早應用于化學工業，隨著化工和石油化學工藝的發展，壓力容器的容量隨之不斷增大，壓力容器的溫度工作范圍也越來越寬。近些年新的工作介質不斷出現，更促進了壓力容器的進一步發展。而壓力容器在工作中如果發生爆炸，后果也是災難性的。所以對壓力容器進行強度校核是工程技術人員設計壓力容器時的重要環節。而壓力容器的應力計算的精確程度直接影響校核的結果。目前，獲得壓力容器各點應力通常有三種方法，即有限元法、力學理論公式計算法、實測應變法。本文分別利用上述三種方法對一實際壓力容器進行了應力求解，并對三種方法各自的優缺點做了一下比較，希望能對壓力容器的安全使用有所幫助。

本文研究的內壓容器由Q235-B碳鋼制成，其基本尺寸為：直徑400 mm，高600 mm，半球形封頭，壁厚δ為6 mm。工作環境溫度為常溫，此壓力容器需承受最大工作內壓0.5 MPa。……