技能培训：容积式换热器设计之应力.docx

在换热器的实际设计中，常采用弹性分析与应力分类相结合的方法进行。因为应力分类的方法主要是根据纯弯梁模型建立的，因此压力容器的结构就会非常复杂。特别是在一些不规则的几何空间，或者是应对一些复杂的不稳定载荷的情况， 进行准确的应力分类就非常困难了。此时就需要用弹塑性的方法进行分析设计。一、理论依据：1、应力的起因和性质。判断应力是否由机械载荷引起，需满足载荷的平衡要求；或者是由于条件相互制约而引起。2、应力的发生范围，是总体、还是局部。3、应力沿截断面的分布状况，是线性的，还是非线性的。由此我们可以将换热器机构中的应力分为：1、一次应力是由于压力、重力与其它外力荷载的作用而产生的应力，是平衡外力载荷所需的应力。它的特点是没有自限性，当罐体内壁塑性区达到极限状态时，即使载荷不再增加，仍可产生不可限制的塑性流动，直至破坏。2.二次应力在外部载荷下，由于罐体或管道之间相邻构件的变形受到约束而产生的应力。法向应力和切向应力都称为二次应力，具有自限性。发生的原因主要是设备在运行中，管道受到流体介质的热胀冷缩、因高压运行而引起的颤动性位移荷载而造成。通常它不直接与外力平衡，而是为了满足位移约束条件或管道自身变形的连续要求所必需的应力。二次应力引起的是疲劳破坏，不会导致结构的破坏。在确保安全承受外载以及罐壁有足够展性的前提下， 二次应力水平的高低对结构承受静载能力并无影响。3.峰值应力是由局部结构不连续和局部热应力引起的叠加到一次加二次应力上的应力增量。它不会引起明显的变形，其危害性仅仅是引起疲劳或脆性断裂。 例如壳体与接管连接处由于局部结构不连续所引起的超过一次和二次应力的应力增量。