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第一章 概论 1

一、容器在化工生产中的作用和分类 1

二、容器设计必须考虑的几个因素 2

三、压力容器规范简介 7

参考文献 13

第二章 旋转薄壳与平板的基本理论及应用 14

第一节 旋转薄壳的基本方程 14

一、旋转薄壳的几何形状 14

二、外力与内力 15

三、微体平衡微分方程 17

四、变形的几何关系 18

五、物理方程 19

第二节 旋转薄壳的无力矩理论 20

一、无力矩理论的一般方程 20

二、应用无力矩理论的条件 20

三、无力矩理论的应用 21

第三节 旋转壳体的弯曲及边缘弯曲解 33

一、边缘力和边缘弯矩作用下的内力素与变形 34

二、旋转壳体在边缘力和边缘力矩作用下的近似解 46

第四节 承受轴对称载荷的圆平板的应力分析 46

一、平衡方程 47

二、几何方程 47

三、物理方程 47

四、挠度微分方程及其解 48

第五节 边缘力与边缘弯矩的求解 51

一、边缘的变形协调条件 51

二、几种连接边缘的边缘力和边缘弯矩 53

三、边缘附近的应力计算 55

四、边缘应力的性质及在设计中的考虑 61

参考文献 62

二、受内压圆筒的壁厚设计公式 63

一、强度条件 63

第一节 受内压薄壁容器的强度设计 63

第三章 筒体和封头 63

第二节 封头的设计 64

一、受内压封头的强度设计 65

二、各种封头的比较 73

第三节 筒体和封头的稳定计算 74

一、圆环的稳定性及其临界压力 74

二、圆筒体壳体的稳定性 76

三、加强圈设计 81

四、外压封头计算 87

第四节 筒体和封头设计的参数选择 89

一、设计压力P 89

二、设计温度t 90

三、许用应力［σ］和安全系数n 90

四、焊缝系数？ 91

六、直径系列与板材厚度 92

五、壁厚附加量C 92

七、最小壁厚 93

第五节 筒体与夹套的连接 93

第六节 压力容器设计准则 96

一、应力分类 96

二、极限设计法 97

三、关于安定性的概念 100

四、压力容器强度全面校核的计算步骤 101

五、压力容器疲劳设计 102

六、断裂力学在压力容器强度分析中的应用 112

七、压力容器的蠕变 125

参考文献 129

第四章 特殊形状容器 131

第一节 基本公式 131

第二节 椭圆形容器 132

第三节 近似椭圆形容器 134

第四节 矩形容器 135

一、应力分析及计算 135

二、矩形容器的设计 142

第五节 长圆形容器 153

第六节 几种相贯壳体的计算 156

一、串联球壳的计算 156

二、“∞”字形容器 157

三、斜锥的计算 158

第七节 带底板半圆筒形容器的计算 158

一、底板 159

二、半圆筒 159

三、端板 160

第八节 几种异形管的计算 160

一、偏心厚壁圆筒的应力 160

第九节 几种管件的受力分析和计算 161

五、带矩形孔的矩形管的屈服压力 161

一、弯头 161

三、带椭圆孔的圆管的强度 161

四、带方孔的圆管屈服压力 161

二、带圆孔矩形管的计算 161

二、焊制三通的强度计算 165

三、虾米腰弯头的计算 169

四、等径叉形管的计算 170

参考文献 170

第五章 局部应力 172

第一节 施加于圆筒上的局部载荷产生的应力计算 172

一、局部径向载荷 172

二、局部弯矩 187

三、应力的合成与强度校核和失稳校核 189

第二节 施加于球壳上的局部载荷产生的应力计算 190

一、局部膜应力和弯矩的图算法 190

三、图表使用范围 198

二、应力集中系数 198

第三节 常见结构的局部载荷和局部应力 200

一、支腿式支座形成的局部载荷 200

二、耳座形成的局部载荷 204

三、管系形成的局部载荷 208

四、裙座外螺栓压紧盖板处局部应力 211

五、夹套连接处局部应力 213

六、不同壁厚对接焊缝处的局部应力 214

第四节 卧式放置的圆筒形容器应力计算 216

一、鞍式支座引起的应力计算 216

二、环式支座引起的应力计算 234

三、支腿式支座对卧式容器引起的应力 234

第五节 容器接管处瞬时热应力的估算 237

一、概述 237

二、计算方法 237

三、应力校核 243

参考文献 246

第六章 开孔补强 247

第一节 开孔引起的应力集中 247

一、平板开圆孔附近的应力集中 248

二、平板开椭圆孔附近的应力集中 250

三、球形容器接管附近的应力集中 253

四、应力集中系数的计算 254

第二节 开孔补强设计 258

一、开孔补强设计方法 259

二、开孔补强结构设计 259

第三节 等面积补强法 266

一、内压容器所需补强面积 266

二、外压容器所需补强面积 267

三、有效补强范围 268

四、起补强作用的金属面积 268

一、适用范围及补强形式 269

第四节 整体补强元件设计方法 269

二、设计计算 270

第五节 大孔径补强设计及并联开孔补强 275

一、大孔径补强设计 275

二、并联开孔的补强 278

参考文献 280

第七章 法兰设计 281

第一节 概述 281

一、对法兰连接的基本要求 281

二、法兰的分类与结构 281

第二节 法兰连接的密封 284

一、影响密封的主要因素 284

二、法兰密封面与垫片 292

第三节 法兰设计 295

一、Timoshenko方法 295

二、Taylor-Waters方法 298

三、DIN2505方法 308

四、其它类型法兰设计 315

参考文献 321

第八章 支座设计 322

第一节 悬挂式支座 323

一、结构和造型 323

二、设计计算 324

第二节 支承式支座 330

一、结构和选型 330

二、设计计算 330

第三节 鞍式支座 339

一、结构和选型 339

二、设计计算 340

参考文献 345

三、防爆膜的结构形式 346

二、防爆膜的特点 346

第一节 概述 346

第九章 防爆膜设计 346

一、防爆膜在化工生产中的作用 346

第二节 膜片材料 350

一、选材原则 350

二、金属膜片材料 350

三、非金属膜片材料 354

四、组合膜片材料 355

第三节 防爆膜排放面积的计算 355

一、无爆炸情况下排放面积的计算 355

二、有爆炸情况下排放面积的计算 357

三、计算举例 359

第四节 防爆膜片的强度计算 359

一、受拉伸破坏的防爆膜强度计算 359

二、受剪切破坏的防爆膜强度计算 367

一、膜片的制造要求 368

二、膜片的试验、检验要求 368

三、受弯曲破坏的防爆膜强度计算 368

第五节 膜片的制造及试验、检验要求 368

第六节 膜片夹持器与真空支承件 371

一、膜片夹持器 371

二、真空支承件 373

第七节 防爆膜的配置及安装注意事项 374

一、防爆膜的配置 374

二、配置与安装的注意事项 375

参考文献 376

第十章 容器附件 378

第一节 人手孔 378

一、人孔的分类与结构形式 378

二、手孔的结构形式 381

三、人手孔尺寸的确定 381

五、人手孔的装设与选用原则 382

四、设计计算 382

第二节 视镜 385

一、视镜的结构形成 385

二、设计计算 385

三、材料 390

四、视镜的选型与装设 392

第三节 液面计 393

一、液面计的结构与设计 393

二、材料 401

三、玻璃管液面计的装设 401

四、液面计的选型 404

第四节 接管 406

一、接管的结构形式 406

二、法兰的选用 413

三、接管长度及细长管的加强 415

一、装设防涡流挡板的作用 416

第五节 防涡流挡板 416

二、装设防涡流挡板的条件 417

三、结构形式 417

参考文献 420

第十一章 容器焊接、制造及检验要求 421

第一节 容器焊接 421

一、焊缝的形式及焊缝缺陷的消除方法 421

二、常用焊接结构的设计原则 422

三、焊条的选用原则 439

四、焊接方法 440

五、不锈钢的焊接 443

六、复合钢板和异种钢焊接 443

第二节 容器制造上的要求 447

一、对材料的要求 447

二、制造公差要求 450

一、热处理的要求 452

第三节 容器的热处理 452

二、热处理方法 458

三、热处理时需注意的几个问题 459

第四节 容器的检验 460

一、无损探伤 460

二、强度检验 462

三、致密性试验 463

参考文献 464

第十二章 容器保温结构 466

第一节 概述 466

一、绝热材料 466

二、绝热结构 466

三、施工方法 466

第二节 常用绝热材料 467

一、性能 467

二、选材原则 480

一、绝热原理 481

第三节 绝热原理和绝热厚度计算 481

二、绝热经济厚度计算 483

三、绝热材料厚度计算中应注意的问题 492

第四节 保温结构 492

一、紧固装置 493

二、防潮层 508

三、保护层和防水结构 510

四、容器附件保温结构 512

第五节 施工与验收 521

一、施工前准备 521

二、保温(冷)层的施工 521

三、防潮层施工 523

四、保护层施工 523

五、质量检查和验收 524

参考文献 525