平板封头与筒体连接区应力释放槽深度的探讨

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JOURNAL OF HEBEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 42 3Vol.42 No.32013 6June 2013：1007-2373 (2013) 03-0043-04，，（ ， 300130） ，、，，、.， max、 IV ，， max IV .，.，. ；；；； TQ055 AOn the stress relief groove depth for the connecting region ofthe flat head and cylinderGUO Li-li，SHI Li-ting，GAO Bing-jun( School of Chemical Engineering， Hebei Un iversity of Technology， Tianjin 300130 ， China )Abstract The elastic and elastic-plastic analysis of the connection region between flat head and cylinder with differentstress relie f groove depth was analyzed with f inite element me thod. The maximum stress intensity of the connection，stress intensity factors of var ious stress evaluation paths and the limit load of the struc ture were calculated. As far as thedesign is concernned， the effect of groove depth on the per formance of fatigue， shakedown and plastic collapse of thestructure were discussed. It was shown that， with the increases of the groove depth， the maximum stress intensity ma x，membrane plus bending stress intensity IV increases slightly first and then decreases gradually. But when the groove depthreaches a ce rtain value， max and IV keep essentially constant. The limit load of the structure does not change with thegroove depth provided the stress relief groove does not change the nature of the constraint between the cylinder and theflat head. The flat head thickness at thegroove specified in different standards was discussed， and a method to determinethe reasonable thickness was recommended.Keywords stre ss relief groove; f lat head; shakedown; fatigue; limit load，，，.，，、（ SII、 SIV）、，、 [1-3]，，.1GB150-1998 [4] .GB150-2011 [5]、JB4732-1995（2005 ）[6] ASME B&P Code VIII-3 [7]：：（ ），，；：（ 66 ），，.2012-12-211987 - 19 -44 42.EN13445-2009 [8]，，.，.2 1， 2 105 MPa， 0.3， 282 MPa， 188 MPa， 3.72 MPa。

0、5 mm、10 mm、15 mm、20 mm、29 mm、38 mm、46 mm、56 mm.2.1，（ 2），ANSYSPLANE42 ，，，，.2.22.2.1 46 mm 3 ，， 4 ，SIISIV 1. 1Tab. 1 Stress linearization results II / MPa I V / MPa1 85.79 160.12 26 142.43 68.45 524.64 194 448 [7]I I 1 . 5 m (1)I V 3 m (2) [9]I I5(3)1 000106630 2Fig. 2 Finite element model3Fig. 3 Stress intensity contour3 241101 . m45，： 3IV3 m(4) 5， II IV .，. 0， 3 IV . .， IV， ， 38mm， ， .， IV .，， 38 mm. max 6 .，， max ， 38 mm， max ， max .， max ，.，， 38mm.2.2.2， 10MPa， 7.，，，（ 56mm），. [10]， [P]， 8.，.，，.a） b） 5Fig. 5 Stress intensity factors 6Fig. 6 The maximum stress intensity/ mm / mm46 423， IV max， [11]，，，至， IV max .GB150.3-2011、JB4732-1995 ASME B&P Code VIII，，，，，，.EN13445-2009 ， IVmax ，，，， 0.57 .GB150-1998 ，. 11max ， ， (5)： h ； s ； ，， 0.43；h .41），.2），， max、 IV ，， max IV .3）GB150.3-2011、JB4732-1995 ASME B&P Code VIII，，，，.4）EN13445-2009.5），.：[1] ，. [J].，2012，15（12）：5 -8.[2] ，，. [J].，2012，39（1）：36-40.[3] . [J].，2011，40（4）：35-38.[4] .GB150-1998， [S].：，1998.[5] .GB150-2011， [S].：，2011.[6] JB4732-1995，-（2005 ） [S].：，2007.[7] ASME Boiler and Pressure Vessel Commit tee.2010 ASEM Boiler andp ressure vessel codeⅧ Division 3Alternative rules for construction of highpressure vessel [S].NewYork：The American Society ofMechanical Engineers， 2010.[8] European Commit tee for standardization.EN 13445: 2009，Unfired Pressure Vessels [S].London： British Standards Institution，2009.[9] ，，，. [J].，2006，28（3）：438-441.[10] ASME Boiler and Pressure Vessel Committee.2010 ASEM Boiler and pressure vessel code Ⅷ Division 2Alternative rules for construction ofpressure vessel [S].NewYork：The American Society of Mechanical Engineers，2010.[ ] ，.ST [ ].， ，（ ）：36 363.[ ] 8Fig. 8 Allowable load of the structure with differentgroove depths11 12 J 2012 4 0-