首页/文章/ 详情

莫乱用:弹性应力分类法和极限载荷分析不适用于哪些情况?

8月前浏览868

GB/T4732-2024中的规定

1)GB/T4732.4节中对于弹性应力分类法的适用范围,有如下一条规定:厚壁结构(R/δ≤4的圆筒)使用应力分类法可能会产生不确定的结果,此时宜采用GB/T4732.5中的弹塑性分析方法。

从该规定中可以看出:  

a)对于厚壁结构(如R/δ≤4的圆筒),使用应力分类法可能会产生不确定的结果,但未给出会导致不确定结果的原因解释;  

b)用了“宜”字,也就是并非强制要求;  

c)当然,对于R/δ≤4的圆筒在压力容器行业中其实不常见,仅集中于特定高压、厚壁应用场景,属于小众特殊工况设计,一般也不会遇到这种情况。虽如此,但对此条规定有深入认识总归比不了解好。  

2)GB/T4732中对于极限载荷分析的适用范围并未有任何说明,但以上内容均来源于ASMEⅧ-2,故可在ASMEⅧ-2中找到原因说明和解释。

ASMEⅧ-2-2025中的规定‌

1)ASMEⅧ-2-2025中5.2.1.3.1节对厚壁结构弹性分析不适用性解释说明如下:  

以上内容翻译并结合个人理解提取重点如下:  

a)对于厚壁承压构件(R/t≤4),采用弹性分析的应力分类法来保证结构完整性可能会产生非保守结果,因此不建议使用。这便是GB/T4732规定的来源,但与GB/T4732所述的会产生不确定的结果相比,ASMEⅧ-2则明确了会产生非保守的结果;  

b)给出了会产生非保守结果的解释说明:应力分类法所采用的隐含线性应力分布假设无法准确反映出与厚壁截面相关的非线性应力分布,且如果发生屈服,应力分布的失真会更加严重。例如,当计算出的峰值应力在超过整个壁厚5%范围内超过屈服强度时,线弹性分析可能会给出非保守结果。在这些情况下,应(而不是宜)采用5.2.3或5.2.4中的弹塑性应力分析法。    

2)ASMEⅧ-2-2025中5.2.1.3.2节对弹性分析一次应力的评定和极限载荷分析有如下规定和说明:

该节规定使用限制,翻译并结合个人理解提取重点如下:  

a)不考虑由规定的非零位移和温度场引起的应变控制载荷的影响。由于这些分析方法中所做的假设,变形和应变的大小并不符合实际物理情况,计算的结果不具备实际物理意义(假设 “刚度不变”,会高估其承载能力,导致评估结果不准确,甚至遗漏屈曲坍塌风险)。若要获得具有物理意义的变形和应变,应采用 5.2.4 中的弹塑性应力分析方法(弹塑性分析会考虑材料从弹性阶段到塑性阶段的性能变化,以及构件变形后刚度降低的影响,不再假设“变形小、刚度不变”,能较为准确计算构件的极限承载能力和失效临界点)。即:当非零位移和温度场引起的应变控制载荷起决定作用时,采用弹性分析进行一次应力评定和极限载荷分析是不适用的(最典型的结构:膨胀节)。    

b)对于在变形过程中刚度会降低的构件,例如承受面内弯曲的管道弯头,采用弹性分析进行一次应力评定和极限载荷分析是不适用的,应采用 5.2.4 中的弹塑性应力分析方法进行评估,并按照 5.4 中的要求采取防屈曲坍塌措施。    

GB/T4732有些内容虽未明确说明,但可从以上ASME Ⅷ-2中了解到对弹性应力分类法和极限载荷分析法的使用说明及限制,限于笔者水平有限,文中内容难免有不当之处,欢迎不吝批评指正!

来源:ANSYS分析设计人
非线性材料控制ANSYS管道
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-01-30
最近编辑:8月前
ANSYS分析设计人
硕士 学贵得师,更贵得友!共同学习!
获赞 43粉丝 204文章 173课程 0
点赞
收藏
作者推荐

专家释疑GB/T4732与JB4732现阶段的关系,致敬JB4732!

GB/T4732与JB4732现阶段的关系GB/T4732-2024引进了国际规范(尤其ASME规范)中一系列先进的设计理念和方法,为我国压力容器分析设计的发展制定了新的标准依据,明确了新的发展方向。自去年7月份正式发布以来,掀起了行业内一股学习热潮,但未有任何官方通告明确说明GB/T4732是替代JB4732的,因此,对行业从业人员产生了一定的困惑,引起了一阵讨论。目前,容标委组织的GB/T4732宣贯已经进行到第二期了,在宣贯班上专家们对这个问题进行了正面解释和回答,为大家明确了两者现阶段的关系:(1)此次修订的分析设计标准纳入国标,在取标准号的时候4732的号虽之前有被用过,但此前用该号的国标已经作废了,因此GB/T4732才能正好用上4732这个号,这纯粹是个巧合。(2)GB/T4732是国标,JB4732是行标,原则上国标不能取代行标。因此,GB/T4732相当于是一个新标准,不是替代的关系,故其正式发布也即正式实施,不存在过渡期。(3)GB/T4732和JB4732目前均为现行标准,一是JB4732没有作废,二是固容规引用的协调标准仍是JB4732。当然现在业主可能都要求用新的GB/T4732标准进行分析设计了,但从法规的角度来说,现阶段分析设计采用这两个标准均是合规的。(4)据专家介绍,新的固容规TSG21正在修订中,预期于今年(即2025)年底正式发布,修订后的固容规中引用的协调标准将会是GB/T4732了,彼时JB4732将会正式退出历史舞台了。致敬JB4732,指引了我国压力容器分析设计三十年的发展,培养了一批批优秀的分析设计工程师!来源:ANSYS分析设计人

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈