鍋爐及壓力容器受壓元件強(qiáng)度

目 錄

序

前言

第一篇 受壓元件材料的力學(xué)性能

第一章 受壓元件鋼材常溫靜荷下

的力學(xué)性能

第一節(jié) 鋼材力學(xué)性能的基本指標(biāo)

第二節(jié) 鋼材的脆化

第二章 受壓元件鋼材高溫靜荷下

的力學(xué)性能

第一節(jié) 鋼材短期高溫力學(xué)性能

第二節(jié) 蠕變及應(yīng)力松弛現(xiàn)象

第三節(jié) 蠕變極限及持久強(qiáng)度極限

第三章 受壓元件鋼材的疲勞強(qiáng)度

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 常溫時(shí)的高周疲勞

第三節(jié) 常溫時(shí)的低周疲勞

第四節(jié) 高溫疲勞

第五節(jié) 熱疲勞

第四章 受壓元件鋼材的裂紋擴(kuò)展

及脆性斷裂準(zhǔn)則

第一節(jié) 線彈性脆性斷裂準(zhǔn)則

第二節(jié) 彈塑性脆性斷裂準(zhǔn)則

第三節(jié) 蠕變條件下的裂紋擴(kuò)展

第四節(jié) 疲勞條件下的裂紋擴(kuò)展

第二篇 典型受壓元件應(yīng)力及穩(wěn)定性分析

第五章 概述

第一節(jié) 受壓元件的結(jié)構(gòu)及受力特點(diǎn)

第二節(jié) 受壓元件的內(nèi)力及應(yīng)力

第六章 軸對(duì)稱(chēng)變形旋轉(zhuǎn)薄殼的薄膜

理論

第一節(jié) 旋轉(zhuǎn)薄殼的幾何特征

第二節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)變形旋轉(zhuǎn)薄殼的薄膜

內(nèi)力

第三節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)變形旋轉(zhuǎn)薄殼的薄膜

位移

第四節(jié) 薄膜理論的適用范圍

第七章 軸對(duì)稱(chēng)變形旋轉(zhuǎn)薄殼的彎曲

理論

第一節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)變形圓柱薄殼的簡(jiǎn)單

邊界效應(yīng)彎曲理論

第二節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)變形旋轉(zhuǎn)薄殼的簡(jiǎn)單

邊界效應(yīng)

第三節(jié) 幾何不連續(xù)軸對(duì)稱(chēng)變形旋轉(zhuǎn)薄殼的

局部應(yīng)力

第四節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)變形扁球薄殼的內(nèi)力及

變形

第五節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)變形圓環(huán)薄殼的內(nèi)力及

變形

第八章 開(kāi)孔薄殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析

第一節(jié) 平板在平面內(nèi)受力時(shí)開(kāi)孔附近處的

應(yīng)力集中

第二節(jié) 開(kāi)孔球殼的應(yīng)力分析

第三節(jié) 開(kāi)孔橢球殼的應(yīng)力分析

第四節(jié) 開(kāi)孔圓柱殼的應(yīng)力計(jì)算公式

第九章 軸對(duì)稱(chēng)變形薄圓板及橢圓薄板

的彎曲理論

第一節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)變形實(shí)心薄圓板的應(yīng)力

及變形

第二節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)變形空心薄圓板的應(yīng)力及

變形

第三節(jié) 具有平封頭受壓元件的受力

分析

第四節(jié) 橢圓薄板的應(yīng)力及變形

第五節(jié) 彈性基礎(chǔ)上薄圓板的應(yīng)力及

變形

第十章 厚壁受壓元件的應(yīng)力及

變形

第一節(jié) 厚壁圓筒的應(yīng)力及變形

第二節(jié) 厚壁球形容器的應(yīng)力及

變形

第三節(jié) 組合圓筒的應(yīng)力分析

第十一章 承受外壓受壓元件的

穩(wěn)定性分析

第一節(jié) 平衡的穩(wěn)定性

第二節(jié) 中心受壓桿件的臨界載荷

第三節(jié) 承受外壓圓環(huán)的臨界壓力

第四節(jié) 承受外壓圓柱殼的臨界

壓力

第五節(jié) 某些其它形狀元件在承受外壓或

內(nèi)壓時(shí)的臨界壓力

第十二章 受壓元件的熱應(yīng)力

分析

第一節(jié) 熱應(yīng)力的特點(diǎn)及類(lèi)型

第二節(jié) 熱應(yīng)力的基本分析方法

第三節(jié) 非均勻的溫度場(chǎng)時(shí)細(xì)長(zhǎng)桿件的

熱應(yīng)力

第四節(jié) 溫度沿壁厚變化時(shí)厚壁圓筒的

熱應(yīng)力

第五節(jié) 溫度沿壁厚變化時(shí)厚壁球形容器

的熱應(yīng)力

第六節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)溫度場(chǎng)下圓平板的

熱應(yīng)力

第七節(jié) 軸對(duì)稱(chēng)溫度場(chǎng)下圓柱薄殼

的熱應(yīng)力

第三篇 典型受壓元件的強(qiáng)度計(jì)算

第十三章 受壓元件的許用應(yīng)力及取

用壁厚

第一節(jié) 材料許用應(yīng)力

第二節(jié) 安全系數(shù)

第三節(jié) 受壓元件許用應(yīng)力及取用

壁厚

第十四章 受壓元件強(qiáng)度的控制

準(zhǔn)則

第一節(jié) 強(qiáng)度理論

第二節(jié) 極限應(yīng)力法及極限載

荷法

第三節(jié) 應(yīng)力分類(lèi)法

第十五章 無(wú)開(kāi)孔圓筒形元件的強(qiáng)度

計(jì)算

第一節(jié) 承受內(nèi)壓圓筒形元件的強(qiáng)度

計(jì)算

第二節(jié) 承受內(nèi)壓圓筒形元件的計(jì)算公式的

適用范圍

第三節(jié) 承受外壓圓筒形元件的強(qiáng)度

及穩(wěn)定性計(jì)算

第十六章 開(kāi)孔減弱圓筒形元件的強(qiáng)度

計(jì)算

第一節(jié) 不需加強(qiáng)的單孔的最大允許

開(kāi)孔直徑

第二節(jié) 孔的加強(qiáng)計(jì)算

第三節(jié) 被孔排減弱的圓筒體的強(qiáng)度

計(jì)算

第十七章 封頭及管板的強(qiáng)度計(jì)算

第一節(jié) 凸形封頭的強(qiáng)度計(jì)算

第二節(jié) 錐形封頭的強(qiáng)度計(jì)算

第三節(jié) 平封頭的強(qiáng)度計(jì)算

第四節(jié) 管板的強(qiáng)度計(jì)算

第五節(jié) 法蘭的強(qiáng)度計(jì)算

第十八章 受壓元件外載荷附加應(yīng)力的

校核計(jì)算

第一節(jié) 鍋爐受壓元件重量載荷附加

應(yīng)力校核計(jì)算

第二節(jié) 臥式容器重量載荷附加應(yīng)力

校核計(jì)算

第三節(jié) 直立式容器外載荷附加應(yīng)力

校核計(jì)算

第四節(jié) 火力發(fā)電廠汽水管道外載荷附加

應(yīng)力校核計(jì)算

第四篇 受壓元件應(yīng)力分析的一般方法

第十九章 實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法

第一節(jié) 靜態(tài)電測(cè)應(yīng)變測(cè)量的

基本原理

第二節(jié) 特殊條件下的靜態(tài)電測(cè)

應(yīng)變測(cè)量

第三節(jié) 平面模型光彈性試驗(yàn)方法

第四節(jié) 光彈性貼片法

第五節(jié) 云紋法

第六節(jié) 試驗(yàn)結(jié)果誤差分析及數(shù)據(jù)

整理

第二十章 有限單元法

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 彈性理論基礎(chǔ)知識(shí)

第三節(jié) 有限單元法的基本原理

及應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

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鍋爐及壓力容器受壓元件強(qiáng)度直接關(guān)系到設(shè)備的安全性和經(jīng)濟(jì)性。因

此，世界各國(guó)都制訂了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。清華大學(xué)蔣智翔、楊小昭兩教授長(zhǎng)期從

事該領(lǐng)域的研究和教學(xué)，并參與了我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的制訂，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的闡釋?zhuān)麄?

是絕對(duì)權(quán)威。此書(shū)填補(bǔ)了我國(guó)這類(lèi)圖書(shū)長(zhǎng)期斷檔的空白，既介紹國(guó)外強(qiáng)度計(jì)

算標(biāo)準(zhǔn)，又落實(shí)貫徹我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。其內(nèi)容包括受壓元件材料的力學(xué)性能、典型

受壓元件應(yīng)力及穩(wěn)定性分析、典型受壓元件的強(qiáng)度計(jì)算和受壓元件應(yīng)力及

強(qiáng)度分析的一般方法等四大部分。

本書(shū)可供鍋爐及壓力容器行業(yè)工程技術(shù)人員、勞動(dòng)監(jiān)察部門(mén)的檢驗(yàn)人

員、大專(zhuān)院校相應(yīng)專(zhuān)業(yè)師生使用，也可作培訓(xùn)教材。

本書(shū)全面系統(tǒng)地闡述了鍋爐受壓元件強(qiáng)度的基本理論及計(jì)算方法。主要內(nèi)容包括：鍋爐受壓元件受力及強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)；鍋爐受壓元件應(yīng)力分析及強(qiáng)度計(jì)算；與鍋爐受壓元件強(qiáng)度分析密切有關(guān)的問(wèn)題，如鍋爐受壓元件試驗(yàn)、斷裂力學(xué)基礎(chǔ)、有限單元法基本原理等。 本書(shū)可作為高等工科院校熱能工程（鍋爐）專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)用教材，也可供鍋爐設(shè)計(jì)與制造企業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

受壓元件是指壓力容器(包括承壓鍋爐）中按幾何形狀劃分的基本承壓?jiǎn)卧?。其設(shè)計(jì)強(qiáng)度取決于介質(zhì)壓力，例如殼體、封頭、接管、法蘭、螺栓和管板等。

該類(lèi)元件的強(qiáng)度直接關(guān)系到壓力容器的安全性，一旦破壞或失效會(huì)造成很大危害，所以對(duì)它們的材料選用、設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)等均有嚴(yán)格的要求，必須依據(jù)國(guó)家有關(guān)部門(mén)頒發(fā)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 2100433B

第1章鍋爐受壓元件強(qiáng)度概論

1.1鍋爐結(jié)構(gòu)與受壓元件名稱(chēng)

1.2鍋爐受壓元件強(qiáng)度的特點(diǎn)

1.3鍋爐鋼材的強(qiáng)度特性與塑性特性

1.4鍋爐鋼材的高溫長(zhǎng)期強(qiáng)度特性與持久塑性

1.5鍋爐受壓元件的低周疲勞

1.6鍋爐受壓元件的熱應(yīng)力

1.7鍋爐受壓元件的殘余應(yīng)力

1.8鍋爐受壓元件的應(yīng)力松弛

1.9鍋爐受壓元件的應(yīng)力分類(lèi)與控制原則

1.10鍋爐受壓元件強(qiáng)度問(wèn)題的解決方法

1.11鍋爐受壓元件損壞原因的判別

第2章鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算規(guī)定

2.1鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)

2.2鍋爐受壓元件的安全系數(shù)與許用應(yīng)力

2.3鍋爐受壓元件的計(jì)算壁溫

2.4國(guó)內(nèi)外鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)

第3章鍋爐中承受內(nèi)壓力圓筒形元件的強(qiáng)度

3.1厚壁圓筒的應(yīng)力分析

3.2未減弱的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算

3.3圓筒形元件上孔橋及焊縫的減弱

3.4圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算方法

3.5大孔補(bǔ)強(qiáng)與孔橋補(bǔ)強(qiáng)

3.6彎頭和環(huán)形集箱的強(qiáng)度

3.7附加外載引起的彎曲應(yīng)力的校核計(jì)算

3.8最大水壓試驗(yàn)壓力

3.9對(duì)圓筒形受壓元件的結(jié)構(gòu)要求

3.10承受內(nèi)壓三通的強(qiáng)度

第4章承受外壓圓筒形元件的強(qiáng)度及穩(wěn)定性

4.1承受外壓圓筒形元件的強(qiáng)度及穩(wěn)定性計(jì)算

4.2承受外壓圓筒形元件的強(qiáng)度與穩(wěn)定性計(jì)算方法

4.3加強(qiáng)圈與膨脹環(huán)的穩(wěn)定性

4.4對(duì)爐膽的結(jié)構(gòu)要求

第5章回轉(zhuǎn)薄殼的強(qiáng)度

5.1回轉(zhuǎn)薄殼的應(yīng)力分析

5.2回轉(zhuǎn)薄殼上孔與焊縫的減弱

5.3回轉(zhuǎn)薄殼的強(qiáng)度計(jì)算方法

5.4凸形管板的強(qiáng)度

5.5回轉(zhuǎn)薄殼上孔的補(bǔ)強(qiáng)

5.6對(duì)回轉(zhuǎn)薄殼的結(jié)構(gòu)要求

第6章平板的強(qiáng)度

6.1平板的應(yīng)力分析

6.2平端蓋及蓋板的強(qiáng)度計(jì)算

6.3有拉撐件的平板的強(qiáng)度計(jì)算方法及結(jié)構(gòu)要求

6.4拉撐件的強(qiáng)度

6.5平板上孔的補(bǔ)強(qiáng)

第7章薄壁圓筒的邊界效應(yīng)

7.1薄壁圓筒端部作用彎矩及剪力時(shí)的邊界效應(yīng)

7.2圓筒體與凸形封頭連接處的應(yīng)力分析

7.3圓筒體與平端蓋連接處的應(yīng)力分析

第8章鍋爐受壓元件最高允許工作壓力的驗(yàn)證法

8.1應(yīng)力驗(yàn)證法

8.2屈服驗(yàn)證法

8.3爆破驗(yàn)證法

8.4應(yīng)力分析驗(yàn)證法

第9章斷裂力學(xué)基礎(chǔ)

9.1用線彈性斷裂力學(xué)校驗(yàn)元件強(qiáng)度的方法

9.2用彈塑性斷裂力學(xué)校驗(yàn)元件強(qiáng)度的方法

9.3有裂紋容器壽命的估計(jì)

第10章有限元法基本原理

10.1有限元法基本概念

10.2單元分析

10.3整體分析

附錄1鍋爐受壓元件強(qiáng)度計(jì)算例題（僅供參考）

附錄2鍋爐安全閥排放量（泄放能力）確定

參考文獻(xiàn) 2100433B