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压力容器支承式支座局部区域的应力分析和强度评定.

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反应堆压力容器的应力分析

反应堆压力容器的应力分析

第18卷 第8期 中 国 水 运 Vol.18 No.8 2018年 8月 China Water Transport August 2018收稿日期：2018-02-08作者简介：季小威（1993-），男，江苏东海人，上海理工大学机械工程学院硕士生，研究方向为计算机辅助设计。

反应堆压力容器的应力分析季小威，仲梁维，吴家胜（上海理工大学 机械工程学院，上海 200093）摘 要：反应堆压力容器在异常、事故工况下承受包括自重、负载、内压以及地震等载荷，本文拟采用反应谱法对反应堆压力容器进行应力计算，由模态自振频率分析知，反应堆压力容器的一阶固有频率大于33Hz，所以最终采用等效静力法对反应堆压力容器进行应力计算，同时对底封头、筒体、出入口接管段、法兰段、顶盖等主要部分进行应力分析，对法兰密封连接螺栓进行校核，从而证明了反应堆压力容器结构安全，同时也为不同结构的压力容器应力分析提供参考。

关键词：反应堆压力容器；等效静力法；模态分析；密封螺栓；应力分析中图分类号：TL3531 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）08-0085-03引言随着国家核电中长期发展规划的颁布，在未来我国将大力发展压水核电站。

反应堆压力容器是在高温、高压流体冲刷和腐蚀，以及强烈的中子辐照等恶劣条件下运行的。

因此在ASME 规范第XI卷要求，反应堆压力容器应采用优质材料、严格制造、完善的试验和检查技术，且在服役期间应进行定期的检查。

反应堆压力容器是承受巨大运行压力的密闭容器，也称为反应堆压力壳，反应堆压力容器起到了压力边界的作用，用于支承和包容反应堆堆芯。

反应堆压力容器作为压水堆核电站最关键的安全屏障之一，长期在恶劣的工作条件下工作，所以其结构的完整性对反应堆的安全至关重要。

反应堆压力容器由底封头、筒体、出入口接管段、法兰段、顶盖焊接而成，其内部除放置堆芯，堆芯支承结构、控制棒及直接与堆芯连接的其他部件外，反应堆压力容器属于安全一级设备，要求在各种正常运行、试验工况下，结构均能保持完整，不发生无延性断裂破坏[1]。

压力容器应力分析

压力容器应力分析
32
rm R2 sin m
m 90 o
rm R2 sin m R2 cos
sj
prm pR2 V 2rm t cos 2t cos 2t
（2-5）
33
sj
p R1 R2 t
sq
（2-3）
将式（2-5）代入
式（2-3）得：
R2 s q s j (2 ) R1
90°时，锥体变成平板，应力
39
D、椭球形壳体
图2-8 椭球壳体的应力
40
推导思路：
PR2 s 2t s q s (2 R2 ) R1
式（2-5）（2-6） 椭圆曲线方程 R1和R2
sq , sj
2 2 2
pR2 p a x (a b ) sj 2t 2t b
● 回转薄壳应力分析 2. 2. 2. 2. 2. 1 2 3 4 5 概述 薄壁圆筒的应力 回转薄壳的无力矩理论 无力矩理论的基本方程 无力矩理论的应用
3
2.1 概述
(1) 应力分析的意义
（1）研究容器在外载荷作用下，有效抵抗变形和
破坏的能力，处理强度、刚度和稳定性问题，保 证容器的安全性和经济性。 （2）压力容器所受载荷 a.压力载荷：均布于容器壳体; b.机械载荷：重力、支座反力、管道的推力等; c.热载荷.
sj
p R1 R2 t
sq
（2-3）
区域平衡方程： 平行圆半径：
V V ' 2rms j t cos 2 prdr 0 （2-4）
r R2 sin
rm
30
◇分析几种工程中典型回转薄壳的薄膜应力： 球形薄壳 承受气体内压的回转薄壳 薄壁圆筒 锥形壳体 椭球形壳体 储存液体的回转薄壳 圆筒形壳体 球形壳体

2、压力容器应力分析

2、压力容器应力分析
线与平行圆走同一个圆；
r——平行圆半径； R1（经线在B点的曲率半径）——第一曲率半径； R2（与经线在B点处的切线相垂直的平面截交回转曲面得一平面曲线，该
平面曲线在B点的曲率半径）——第二曲率半径，R2=r/sinφ 考虑 壁厚，含纬线的正交圆锥面能截出真实壁厚，含 平行圆的横截面不能截出真实壁厚。
24
b. 球形壳体
压力容器应力分析
任一点M：p=ρgR(1-cosφ)
注：充满液体
25
经推导得：


gR 2
6t
(1 2 cos2 ) 1 cos


gR 2
6t
(5 6 cos 2 cos2 ) 1 cos


gR 2
6t
(5 2 cos2 ) 1 cos
t
gx
, 则
(0 gx)R
t
注：容器上方是封闭的
23
p0
t
R
σφ
σφ
径向朝外的p0相互抵消，产生σθ而与σφ无关，朝下的p0由筒底承担， 筒底将力又传给支座和基础，朝上的p0与σφ相平衡：
2πRtσφ=πR2p0
则

p0R 2t
若容器上方是开口的，或无气体压力（p0=0）时，σφ=0
薄壁圆筒 厚壁圆筒
Do/Di≤1.1 Do/Di>1.1
压力容器应力分析 t——壳体厚度 R——中间面曲率半径
Do——圆筒外径 Di——圆筒内径
3
2.1.1 薄壁圆筒的应力
压力容器应力分析
σφ ——经向应力（轴向应力）；σθ——环向应力（周向应力）σr— —径向应力，很小、忽略
4
压力容器应力分析

第2章 压力容器应力分析

第2章 压力容器应力分析

郑州大学化工与能源学院
过程设备设计
2.2.5 回转薄壳的不连续分析
图2-12 组合壳
图2-13 连接边缘的变形
郑州大学化工与能源学院
过程设备设计
2.2.5 回转薄壳的不连续分析
w1 w2
1 2
Q M 0 w1p w1 0 w1M 0 w2p wQ2 w2 0 Q M 1p 1Q 1M 2p 2 2
图2-11 储存液体的球壳
郑州大学化工与能源学院
过程设备设计
2.2.4 无力矩理论的应用
三、无力矩理论的 应用条件 为保证回转薄壳处于薄膜状态，壳体形状、 加载方式及支承一般应满足如下条件： 1、几何形状、载荷、材料连续； 2、壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和扭 矩作用。 3、壳体的边界处的约束沿经线的切线方向， 不得限制边界处的扭角与挠度。
第2章 压力容器应力分析
第2.2节
回转薄壳应力分析
过程设备设计
第2-2节 回转薄壳应力分析
压力容器的各种壳体，多属于回转薄壳。 壳体—以两个曲面为界，且曲面之间的距 离远比其他方向尺寸小得多的构件。 壳体的厚度—两曲面之间的距离，用“t或 δ”表示。 壳体的中面—与壳体内、外两个曲面等距 离的曲面。
过程设备设计
第2章
压力容器应力分析
第2章 压力容器应力分析
第2.1节 载荷分析
过程设备设计
第2-1节 载荷分析
载荷：能够在压力容器上产生应力、 应变的 因素，如：压力、风载荷、地震载荷等。 2.1.1 载荷分类：压力载荷和非压力载荷。 1、压力载荷：它是压力容器承受的基本载荷。 一般采用表压。 压力容器中的压力载荷主要来源有： ①泵或压缩机； ②液体膨胀或汽化； ③饱和蒸汽压。 (另外，液体重量产生液体静压力) 压力容器上的压力，可能是内压、外压或两 者都有。

第二章压力容器应力分析

第二章压力容器应力分析

《过程设备设计基础》教案2—压力容器应力分析课程名称：过程设备设计基础专业：过程装备与控制工程任课教师：第2章 压力容器应力分析§2-1 回转薄壳应力分析一、回转薄壳的概念薄壳：（t/R ）≤0.1 R----中间面曲率半径 薄壁圆筒：（D 0/D i ）max ≤1.1~1.2 二、薄壁圆筒的应力图2-1、图2-2 材料力学的“截面法”三、回转薄壳的无力矩理论1、回转薄壳的几何要素（1）回转曲面、回转壳体、中间面、壳体厚度 * 对于薄壳，可用中间面表示壳体的几何特性。

tpD td pR tpD Dt D p i 22sin 24422====⨯⎰θπθϕϕσσαασπσπ（2）母线、经线、法线、纬线、平行圆（3）第一曲率半径R1、第二曲率半径R2、平行圆半径r（4）周向坐标和经向坐标2、无力矩理论和有力矩理论（1）轴对称问题轴对称几何形状----回转壳体载荷----气压或液压应力和变形----对称于回转轴（2）无力矩理论和有力矩理论a、外力（载荷）----主要指沿壳体表面连续分布的、垂直于壳体表面的压力，如气压、液压等。

P Z= P Z（φ）b、内力薄膜内力----Nφ、Nθ（沿壳体厚度均匀分布）弯曲内力---- Qφ、Mφ、Mθ（沿壳体厚度非均匀分布）c、无力矩理论和有力矩理论有力矩理论（弯曲理论）----考虑上述全部内力无力矩理论（薄膜理论）----略去弯曲内力，只考虑薄膜内力●在壳体很薄，形状和载荷连续的情况下，弯曲应力和薄膜应力相比很小，可以忽略，即可采用无力矩理论。

●无力矩理论是一种近似理论，采用无力矩理论可是壳地应力分析大为简化，薄壁容器的应力分析和计算均以无力矩理论为基础。

在无力矩状态下，应力沿厚度均匀分布，壳体材料强度可以得到合理的利用，是最理想的应力状态。

（3）无力矩理论的基本方程a、无力矩理论的基本假设小位移假设----壳体受载后，壳体中各点的位移远小于壁厚。

考虑变形后的平衡状态时壳用变形前的尺寸代替变形后的尺寸直法线假设----变形前垂直于中面的直线变形后仍为直线，且垂直于变形后的中面。

02_压力容器应力分析_无力矩理论基本方程.pdf

02_压力容器应力分析_无力矩理论基本方程.pdf

（ P25，图2-3 ）
2.2 回转薄壳应力分析 2.2.1 引言
纬线：以法线作母线绕回转轴回 转一周所形成的圆锥法截面与中 间面的交线，称为纬线。其圆锥 法截面也称为纬线平面。 第二曲率半径R2 ：过经线上一点 B作一个垂直于过B点经线的平面， 该平面与中间面相交所得交线， 称此交线在B点的曲率半径为第二 曲率半径R2 。由微分几何知，第 二曲率半径的曲率中心K2 一定落 在旋转轴上。 平行圆：垂直于回转轴的平面与 中间面的交线，其轨迹与纬线相 同。平行圆半径为 r。
2.2 回转薄壳应力分析 2.2.2 无力矩理论基本方程
将上述各式代入(2-2)式中，略去高阶无穷小，并
注意到：
d d sin , 2 2
r R2 sin
最终可得到，

p R1 R2 t

(2 3)
(2-3) 式称为微元平衡方程，亦称Laplace方程。
2.2 回转薄壳应力分析 2.2.2 无力矩理论基本方程
2.1 概述
解析方法：即以弹性、塑性等板壳理论为基础 的精确数学解；实验方法：采用电测法、光弹性法 等；数值方法：基于应力分析理论基础上的有限元
法、差分法等。本章的应力分析是采用解析方法。
2.1 概述
（3）压力容器的结构特点 基本上是由球形、圆筒形壳体和椭球形、锥形、 平板等封头组成，因此化工容器多数是旋转壳体，由 旋转曲面组成，在垂直于对称轴的截面上的投影都是 正圆形。 （4）本章讨论的对象 承受压力：中低内压力(0.1MPa～10MPa)；壁厚： 薄壁(径比K≤1.2)；结构：回转壳体。 可称为：中低(内)压薄壁容器应力分析
2.2 回转薄壳应力分析 2.2.1 引言
平面曲线上任意一点的曲率半径，是用来描述 该点处曲线弯曲变化的程度，即表明曲线偏离直线 的程度，曲率半径的倒数为曲率。

压力容器应力分析


载荷
2.1.1 载荷
压力（包括内压、外压和液体静压力）
非压力载荷 载荷
重力载荷 风载荷 地震载荷 运输载荷 波动载荷 管系载荷 支座反力 吊装力
整体载荷 局部载荷
压力容器
应力、应变的变化
上述载荷中，有的是大小和/或方向随时间变化的交 变载荷，有的是大小和方向基本上不随时间变化的静载荷
压力容器交变载荷的典型实例：
分析载荷作用下压力容器的应力和变形， 是压力容器设计的重要理论基础。
●2.1 载荷分析
2.1.1 载荷 2.1.2 载荷工 况
●2.2 回转薄壳应力分析
●2.3 厚壁圆筒应力分析 ●2.4 平板应力分析 ●2.5 壳体的稳定性分析 ●2.6 典型局部应力
2.2.1 薄壳圆筒的应力 2.2.2 回转薄壳的无力矩理论 2.2.3 无力矩理论的基本方程 2.2.4 无力矩理论的应用 2.2.5 回转薄壳的不连续分析
a.正常操作工况：
容器正常操作时的载荷包括：设计压力、液体静压力、重力 载荷(包括隔热材料、衬里、内件、物料、平台、梯子、管 系及支承在容器上的其他设备重量)、风载荷和地震载荷及 其他操作时容器所承受的载荷。
b. 特殊载荷工况
特殊载荷工况包括压力试验、开停工及检修等工况。 制造完工的容器在制造厂进行压力试验时，载荷一般包括试 验压力、容器自身的重量。
有力矩理论或 弯曲理论 （静不定）
无力矩理论所讨论的问题都是围绕着中面进行的。 因壁很薄，沿壁厚方向的应力与其它应力相比很小， 其它应力不随厚度而变，因此中面上的应力和变形可 以代表薄壳的应力和变形。
二、无力矩理论与有力矩理论 平行圆
j
j
jq
Nq
q
qj

强度结构与应力分析

强度结构与应力分析
•
•
压力容器结构——典型结构
压力容器结构——典型结构
压 力 容 器 结 构
典 型 结 构
压力容器结构——零部件
筒体 圆柱形筒体是压力容器主要形式，制造容易、安装内件
方便、而且承压能力较好，因此应用最广。圆筒形容器又可 以分为立式容器和卧式容器。
由于容器的筒体不但存在与容器封头、法兰相配的问题， 而且卧式容器的支座标准也是按照容器的公称直径系列制定 的，所以不但管子有公称直径，筒体也制定了公称直径系列。
（ 3 ） 碟 形 封 头 —— 碟 形 封 头 是 由 三 部分组成。第一部分是以半径为Ri 的球面部分，第二部分是以半径为 Di/2的圆筒形部分，第三部分是连 接这两部分的过渡区，其曲率半径 为r,Ri与r均以内表面为基准。
压力容器结构——零部件
（4）球冠形封头——由于封头为一 球面且无过渡区，在连接边缘有 较大边缘应力，要求封头与筒体 联接处采用全焊透结构。
压力容器结构——开孔与补强
图 补强结构
圆筒内的应力
壳体厚度为δ，内半径为R，受气体压力P作用 的壳体。如图所示：
圆筒内的应力
•在圆筒中间沿径线平面 切开为两段（如图）
•在研究的壳体上作用有 外力p（流体压力）
•壳体厚度上存在内力， 单位面积上为应力σφ •在轴线方向作力的平衡
R2p2R
•则可得：
圆筒内的应力
如果控制周向应力 不超过许用应力，即：
pRi
[]t
则可得容器的强度尺寸为：
[pR]ti =2[pD]it
圆筒内的应力
如果控制周向应力 不超过许用应力，即：
pRi
[]t
则可得容器的强度尺寸为：
[pR]ti =2[pD]it

压力容器应力分析

t
R2 p0 R2H g
2 rmt cos
( p0
H g)R
2t
郑州大学化工与能源学院
2.2.4 无力矩理论的应用
2、球形壳体： 液体密度ρ，气体压力p=0。
M点液体静压力：p gR1 cos
过程设备设计
图2-11 储存液体的球壳
郑州大学化工与能源学院
2.2.4 无力矩理论的应用
p
R1 R2 t
p0
gxR
t
图2-10 储存液体的圆筒体
2 Rt R2 p0
p0 R 2t
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2.2.4 无力矩理论的应用
过程设备设计
问题：如果将支座上移，在支 座上下壳体上应力又如 何变化？
x
在支座下方：
p p0 gx
p
R1 R2 t
p0
gx R
分析组合壳体不连续应力的方法，在工程 上称为“不连续分析”。
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2.2.5 回转薄壳的不连续分析
过程设备设计
图2-12 组合壳
图2-13 连接边缘的变形
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2.2.5 回转薄壳的不连续分析
过程设备设计
w1 w2
1 2
w1p
w1Q0
w1M 0
w2p
w
Q0 2
第2.2节 回转薄壳应力分析
第2.2.4节 无力矩理论的应用
2.2.4 无力矩理论的应用
过程设备设计
一、承受气体内压的回转薄壳 微元平衡方程和区域平衡方程的简化：
V
2
rm 0
prdr
rm2 p
V
2rmt cos
prm
2t cos

压力容器应力分析

由于总体结构不连续，组合壳在连接处附近的局 部区域出现衰减很快的应力增大现象，称为“不连续 效应”或“边缘效应”。由此引起的局部应力称为 “不连续应力”或“边缘应力”。
影响因素：结构、厚度、载荷、温度和材料
2.不连续应力的基本分析方法
薄膜解： 一次应力 外载荷 有矩解： 二次应力 边缘力和边缘弯矩
3.不连续应力的特点
Δσ是以Pa为假想载荷，按弹性规律确定的应力值。

c. 内压Pi作用下产生的应力
合成应力： b和c项的叠加
例题：一自增强厚壁圆筒，承受内压p＝250MPa．圆筒内
外直径Di＝300mm，Do＝500mm，材料为Ni-Cr-Mo高强度 钢，σs＝750MPa， σb＝900MPa，试求：(1)按Mises屈 服条件，计算当Rc＝200mm时的自增强压力pf；(2)在内 压p作用后Rc处的环向合成应力。

(
d )
dr

d
dr


(r )d rd
rd

r
d
dr

1 r
(
r
) 2
物理方程（应力与应变）
r

1 E
[ r

(

z )]


1 E
[

( r
z )]
r


1 E
( r

预应力：内层 残余压应力
+ 外层 残余拉应力
工作压力下引起的应力
合成应力
（均化了沿壁厚的应力分布）
自增强压力计算（通常按Mises屈服条件确定）
pa

s
3
(1
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目录摘要 ............................................................. I I Abstract ........................................................ I II 1．绪论 (1)1．1 研究背景及意义 (1)1．2 研究方法 (2)1．2．1 钢制化工容器强度计算法 (2)1．2．2有限元（ANSYS Workbench）分析法 (3)2.计算支承式支座实际承受的载荷 (5)2.1支座选用分析 (5)2.2．支座实际承受载荷的计算 (5)3．用HG20582-1998钢制化工容器强度计算规定（WRC107/297计算方法）计算封头的局部应力 (7)3.1壳体参数和附件参数的确定 (7)3.2．壳体上局部应力的计算 (8)3．2．1 壳体上与支座接触处有垫板时局部应力的计算 (9)3．2．2 壳体上与支座接触处没有垫板时局部应力的计算 (11)3.3 局部应力的强度较核 (13)3.3.1 壳体上与支座接触处有垫板时的强度评定 (14)3.3.2 壳体上与支座接触处没有垫板时的强度评定 (15)4．用有限元法（ANSYS Workbench）计算支座承受载荷所引起的封头壳体应力 (16)4.1 ANSYS Workbench 在应力分析中的分析原理过程 (16)4.1.1 应力分析中的不连续区 (15)4.1.2 有限元的设计分析原理 (17)4.1.3 ANSYS Workbench的使用 (18)4.2 用ANSYS分析压力容器封头壳体的局部应力 (18)4.2.1 问题的分析 (18)4.2.2 有限元模型的建立 (19)4.2.3 载荷和位移边界条件处理 (20)4.2.4 网格划分情况 (20)4.2.5 施加载荷 (21)4.2.6 支座与封头接触处有垫板时的局部应力分析 (23)4.2.7 壳体上与支座接触处没有垫板时局部应力的分析 (24)4.3 ANSYS Workbench对局部应力的强度较核 (24)4.3.1 壳体上与支座接触处有垫板时的强度评定 (25)4.3.2 壳体上与支座接触处没有垫板时的强度评定 (26)5．总结 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)压力容器局部应力是压力容器设计过程中经常遇到的问题，过大的局部应力可能使容器结构局部强度不足，发生破坏或导致过大的局部形变，危及设备安全性，本文研究的是压力容器支承式支座局部区域的应力分析和强度评定。

在本次研究中以内径为2800mm、高度为6500mm且选用B型支座的立式储罐为例，首先对支承式支座实际承受载荷进行计算，并按无垫板、有垫板两种情况对局部应力进行了计算和强度评定，然后用有限元（ANSYS Workbench）法计算支座承受载荷所引起的封头壳体应力，运用ANSYS Workbench可以很直观的分析出储罐的应力分布以及最大应力点，最后利用ANSYS Workbench对支座与封头连接区域进行线性应力强度评定，通过评定分析发现有垫板情况封头承受的应力状况都在允许的范围内，是安全的；而无垫板时由于局部应力过大，实际应力超过了封头所允许的许用强度值。

关键词：支承式支座，局部应力，强度评定，有限元法(ANSYS Workbench)Local stress is a pressure vessel pressure vessel design problem often encountered in the process, too much may cause the structure of the local stress arising from excessive overloading of local deformation, endangering the safety equipment, pressure vessels of this study is partial support bearings are Stress analysis and strength of the regional assessment. In this study, diameter of 2800mm, height 6500mm and the selection of B-bearing vertical storage tank, for example, first the actual load bearing bearings are calculated in accordance with no plate, there are two situations plate were calculated on the local stress and strength assessment, and then use finite element (ANSYS Workbench) bearing load carrying method head caused by the stress of the shell, using ANSYS Workbench can be very intuitive analysis of the tank and the maximum stress distribution points, the last use of ANSYS Workbench head connected to the bearing area with a linear stress intensity assessment, analysis by assessing the situation with plate the stress status of head are permitted within the safe; and no plate When the local stress is too large, the actual stress exceeds the allowed head allowable strength values.Key words: Bracket Support Local Stress Strength Assessment Finite Element Method(ANSYS Workbench)1．绪论1．1 研究背景及意义压力容器除了承受介质压力载荷外，常常还要受到附件传来的其他外载荷。

通过支座，托管，吊耳等附件传来的载荷，主要是设备的自重及其内部物料等静重；通过接管传来的载荷主要是管道和管系反力、重量以及由于受热膨胀引起的推力和力矩。

这些载荷对壳体的影响虽仅限于附件与壳体连接处附近的局部区域，但是常会产生较高的局部应力。

除外载荷产生的局部应力外，介质压力载荷还将在附件与壳体连接区产生另外一些局部应力，如局部薄膜应力、弯曲应力，以及截面尺寸突变的转角处的应力集中等。

外载荷应力和介质压力载荷应力的联合作用将会使附件和壳体连接区域成为压力容器发生破坏的主要根源。

因此，计算外载荷作用下附件和壳体中的局部应力就显得十分重要。

行业标准JB4732—95《钢制压力容器—分析设计标准》是以分析设计为基础的钢制压力容器标准，提供了以弹性应力分析和塑性失效准则，弹塑性失效准则为基础的设计方法。

对于选材、制造、检验和验收规定了比GB150—89《钢制压力容器》更为严格的要求。

应力分析设计这一设计方法虽然合理而且先进，但却需要进行大量复杂的分析计算，只有借助于电子计算机才能完成，因而设计费用极高。

为此，只有当设计高参数，重要的容器时，才采用这种方法。

对于大量的常规压力容器而言，长期实践证明：采用简单易行的传统设计方法完全可以满足压力容器的安全要求，如采用详细的应力分析，虽然可节省部分钢材，但却大大提高了设计，制造费用，在经济上是不合算的。

所以ASME规范同时规定了2种设计准则，我国也颁布了国家标准JB150及行业标准JB4732—95，供用户根据不同情况进行选择，这种办法显然是合理且必要的。

然而，随着计算机在工程设计中的广泛应用以及计算机软硬件的飞速发展，使得压力容器分析设计得到越来越多的应用，并且在实际工程项目中起到了更为重要的作用。

在有条件的情况下，可以采用有限元分析的方法来得到接管和壳体连接部位的应力分布。

虽然使用有限元方法将大大提高设计成本，但由于当前计算机的软、硬件水平都已达到相当的高度，有限元方法的使用对结构尺寸也不存在任何限制，并且能得到可靠、详尽的计算结果，故而使用有限元法求解局部应力也已成为工程技术人员常用的技术手段。

1．2 研究方法1．2．1 钢制化工容器强度计算法局部应力的分析方法很多，在对压力容器局部分析时先要确定合适的分析方法。

本文采用了两种方法对局部应力做了分析。

一种方法是采用HG20582-1998钢制化工容器强度计算。

对压力容器局部应力进行分析。

在分析局部应力时主要应用WRC107/297计算方法，它主要用于壳体上设有实心附件时，根据未开孔球壳在压力作用下引起的二向应力予以叠加。

由于压力对壳体所引起的局部高应力中，扣除由压力引起的薄膜应力之外的应力分量属二次应力，在静载荷作用下对峰值应力类型则不用考虑。

因此本标准规定对于壳体上的支座接触区域仅适用于压力无交变或是要交变但按照JB4732-94判定不需要进行疲劳分析时。

因为由壳体理论求解转化到W RC 107公报、207公报或BS 5500方法之间的某些简化及近似，在107、207公报或BS 5500和实际压力容器设计之间的某些简化及近似，所以，在进行压力容器设计时。

有必要对P．P．Bijlaard，C．R．SteeIe，F．A．Leekie 和R．K．Penny求解的力学模型，使用条件，WRC107、207公报的应力组合思路以及某些未予考虑的问题进行分析，以便在使用这些方法时尽可能地更接近实际设计。

根据薄壳理论的求解原理，由各个外载荷在壳体上引起的各项应力，都仅存在于附件所在地区附近，离附件一定距离后即衰减殆尽。

根据ASMEⅦ一2的应力分类原理，可以将外力、外力矩所引起的薄膜应力项视为一次局部薄膜应力P ，而将外力、外力矩所引起时弯曲应力项视为二次应力。

107/297公报对球壳上的局部应力计算系以无开孔圆柱壳上在矩形范围内作用有外载荷为基础的，并未计及介质压力的影响。

在工程设计中，应将由压力对圆筒引起的周向和轴向薄膜应力叠加上去。

由于壳体并无开孔，所以由压力引起的薄膜应力并不需要计及应力集中。