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从设计的角度来看,压力容器的失效准则有哪几种?它们各自的观点是什么?
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dabaitu
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这里所说的失效是一种设计观点,一种共认的准则。主要是:
1. 弹性失效:这种失效观点认为:容器内壁金属达到材料的实际屈服应力就丧失的纯弹性状态进入塑性,容器则已失效。该观点认为材料出现塑性变形会使金属品质发生变化,引起腐蚀,故限制容器在弹性状态下工作而不允许塑性变形。
2. 塑性失效:该观点认为:容器内表面材料出现塑性变形后,由于外边弹性层的约束,变形被限制在很小的范围内,容器并未达到危险状态。仅汉塑性由内扩展到外壁时,容器体积有较大膨胀,出现不稳定现象,此时才达到承载极限,该观点将器壁整体屈服作为容器失效准则。
3. 弹塑性失效:该准则适用于反复加载的情况,认为:容器不同部位的应力对导致容器破坏所起的作用不同,如在容器应力远低于材料屈服点的情况下,筒体和封头与接管相连处的局部区域可能已达到屈服点而出现塑性变形,但相邻地区仍处于弹性,在反复载荷的作用下,局部塑性变形并不一定导致容器破坏,只当超过“安定”界线后才会出现损伤的积累过程,但非立即破坏。
4. 爆破失效:对理想的塑性材料,当容器整体屈服,即使压力不再升高,塑性变形仍会不断扩大,壁厚不断减薄,最终导致容器破坏。爆破失效观点认为:材料并非是理想塑性的,由于存在应变硬化,若压力不继续升高,容器并不会破坏,只当压力升高到某一水平后,容器才发生爆破而失效;设计中以工作压力对爆破压力取安全系数。这个准则一般在超高压容器的设计中采用。
除以上四种失效准则外,尚有蠕变失效、断裂失效等。
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1. 弹性失效:这种失效观点认为:容器内壁金属达到材料的实际屈服应力就丧失的纯弹性状态进入塑性,容器则已失效。该观点认为材料出现塑性变形会使金属品质发生变化,引起腐蚀,故限制容器在弹性状态下工作而不允许塑性变形。
2. 塑性失效:该观点认为:容器内表面材料出现塑性变形后,由于外边弹性层的约束,变形被限制在很小的范围内,容器并未达到危险状态。仅汉塑性由内扩展到外壁时,容器体积有较大膨胀,出现不稳定现象,此时才达到承载极限,该观点将器壁整体屈服作为容器失效准则。
3. 弹塑性失效:该准则适用于反复加载的情况,认为:容器不同部位的应力对导致容器破坏所起的作用不同,如在容器应力远低于材料屈服点的情况下,筒体和封头与接管相连处的局部区域可能已达到屈服点而出现塑性变形,但相邻地区仍处于弹性,在反复载荷的作用下,局部塑性变形并不一定导致容器破坏,只当超过“安定”界线后才会出现损伤的积累过程,但非立即破坏。
4. 爆破失效:对理想的塑性材料,当容器整体屈服,即使压力不再升高,塑性变形仍会不断扩大,壁厚不断减薄,最终导致容器破坏。爆破失效观点认为:材料并非是理想塑性的,由于存在应变硬化,若压力不继续升高,容器并不会破坏,只当压力升高到某一水平后,容器才发生爆破而失效;设计中以工作压力对爆破压力取安全系数。这个准则一般在超高压容器的设计中采用。
除以上四种失效准则外,尚有蠕变失效、断裂失效等。