首页/文章/ 详情

重大修订:ASME Ⅷ-2 2023~2025版屈曲分析方法的核心变化!

6月前浏览882

(一)主要变化说明  

ASME Ⅷ-2-2023~2025版本推翻了2007~2021版本中的三种方法并重新改写制定了两种更为准确的屈曲分析方法:方法一称为五步弹性屈曲分析法;方法二称为弹塑性屈曲分析法。新方法在分析设计理念和思路上有了重大改变(尤其是方法一,整个改写),2023~2025版本之所以改写势必是因为老版本中的方法存在一定不合理的问题。本文先不介绍方法一,主要介绍方法二弹塑性屈曲分析的核心变化,如下所述:

(a)明确了几何不完美性(几何偏差或缺陷)的确定方法,可按以下任一方法确定,2023~2025版规范中未明确优先顺序,本文建议按以下顺序执行:

① 若有实际有效的测量值时,按测量值执行;

② 用户设计说明书(UDS)中规定的制造偏差;

③ 当无实际测量值且UDS也无规定时,则按规范4.4.4节壳体偏差的计算方法进行计算确定。

(b)明确了首先需以载荷系数1.0进行特征值屈曲分析,以屈曲模态形状乘以合适的比例因子将几何偏差或缺陷考虑进去进行后续的弹塑性应力分析;

(c)采用材料应变硬化的弹塑性模型,把老版本中应变软化和理想刚塑性模型的表述删除了;

(d)最重要的一点:将载荷调整系数由2.4修改为1.67,比之前版本中的系数降低了约30%。笔者认为其中一个原因是:新版本中做了更多明确的规定,尤其是对几何偏差或缺陷的明确,使得弹塑性分析方法可以在更为准确的前提条件下得到更为准确的计算结果,故而将载荷系数降低了,也即降低了安全系数;

(e)ASME Ⅷ-2-2023版本将载荷组合工况表中第(4)和(5)两个工况进行了调整,如表1对比所示:将之前版本中“+”的关系修改为“或”的关系,可看出是降低了载荷组合后的总载荷数值;2025版相较于2023版则将(2)~(5)工况中部分载荷之前的系数进一步降低,使得载荷组合后的总载荷数值得到了进一步降低,体现了标准在保证安全的前提下越来越考虑经济性的发展趋势。

(二)评定流程图

ASMEⅧ-2-2023~2025版本中弹塑性屈曲分析法的评定可按下图的流程图直观清晰的表达出计算和评定步骤。

(三)GB/T 4732-2024与ASME Ⅷ-2历年版本方法对比

我国GB/T 4732的编制和定稿工作应是在ASME Ⅷ-2-2023版本更新之前完成的,故标准中引入的仍是ASME Ⅷ-2-2007~2021版本的屈曲分析方法,而不2023~2025版本的新方法。其中,前两种方法(即基于弹性和弹塑性预应力的特征值屈曲分析法)与2007~2021版本方法完全一致,第三种方法(即弹塑性屈曲分析法)则在规范的基础上作了进一步的调整和区分。但无论是ASME历年版本或是GB/T 4732-2024,关于弹塑性屈曲分析法在理论基础和设计理念上的本质其实是趋于一致的。将其主要联系和区别汇总如表2所示。
以上内容仅代表笔者个人观点,限于笔者专业水平有限,文中内容难免有理解不当之处,还请多多包涵和不吝指正!

来源:ANSYS分析设计人
理论材料ANSYS
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:2026-04-14
最近编辑:6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

计算小程序分享:高温蠕变疲劳分析中非常重要的平均等时应力-应变曲线!

本文的计算小程序由大连一重设计院王松编制,并通过本公众号首发免费分享给有需要的朋友们,感谢王工的无私分享!1)本计算程序为高温蠕变-疲劳分析和评定方法所用的平均等时应力-应变曲线的查询计算,适用于ASMECodeCase2843、ASMEBPVC.Ⅲ.5及GB/T4732.5附录A中方法1(三种方法是一样的,GB/T4732.5引用的是CodeCase2843中的方法,而CodeCase2843引用的则是ASMEBPVC.Ⅲ.5中的方法)。2)本计算程序编制的目的:ASMECodeCase2843中的平均等时应力-应变曲线需要查询ASMEBPVC.Ⅱ.D,Ⅱ.D中只给出了曲线图(如下图所示),无可插值计算的表格值,通过曲线图很难获得精确值,只能通过曲线的横-纵坐标获得粗略估算的应力或应变值;而Ⅲ.5中不仅有曲线图,还给出了曲线图的绘制计算公式,可通过该公式计算得到精确的应力或应变值,但该公式计算涉及的参数非常多,计算比较复杂,不适合直接应用,因而需要编制程序实现通用计算。3)本计算程序编制的依据:即ASMEBPVC.Ⅲ.5中HBB-T-1800中给出的平均等时应力-应变曲线绘制的计算公式。4)平均等时应力-应变曲线在高温蠕变疲劳评定方法中是非常重要的一个参数曲线,在评定中会多次用到该曲线,如:a)在简化非弹性分析法的应变限制评定过程中需要用该曲线确定蠕变-棘轮应变;b)在蠕变疲劳评定过程中确定修正的最大当量应变范围时,其中方法之一需要用到该曲线来确定;c)在蠕变疲劳评定过程中,需要用该曲线确定蠕变应变增量;d)在蠕变疲劳评定过程中,需要用该曲线确定初始应力水平;e)在蠕变疲劳评定过程中,用该曲线可作为方法之一确定考虑应力松弛效应的松弛应力水平;f)需要用该曲线为基准构建组合等时-应力应变曲线。5)本计算小程序界面非常简单:选择材料(304SS、316SS、Alloy800H、2.25Cr-1Mo、9Cr-1Mo-V,对应于规范中的材料)、输入温度、持续时间、应力或应变值,即可计算得到对应于平均-等时应力应变曲线的应变或应力值,界面如下:6)高温蠕变疲劳分析对于很多从业人员整个职业生涯可能也未必会遇到,故本计算程序不公开分享。7)应朋友之请,长期为朋友寻ASMEⅧ-1图纸设计(换热器、塔器、容器等)的固定合作伙伴,要求:熟悉ASMEⅧ-1规范、熟练运用PvElite软件、主动积极、认真负责、细心实干、眼光长远,图纸设计必须美观、严谨、细致,在设计上有时需要有较真的态度。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