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ASME Ⅷ.2-2025新增的高温蠕变屈曲评定方法,填补了行业长期以来的空白!

28天前浏览144

ASME -2-2025中蠕变屈曲的规定

2025版ASME Ⅷ-2是自2007版以来改动最大的一版分析设计规范,其中Part 5新增了完整的蠕变损伤防护章节(未完全成熟),防止高温蠕变屈曲为全新强制条款,填补了旧版无标准化高温蠕变屈曲评定方法的空白。2025版直接绑定成熟的非高温下弹塑性屈曲分析方法,仅通过两处关键修改实现高温蠕变工况适配,统一了校核标准,其规定如下:

内容说明

1)适用工况:长期高温服役、存在蠕变变形的承压构件,需验证抗蠕变屈曲能力,防止蠕变屈曲失效;

2)采用的方法:弹塑性分析方法;

3)评定流程和步骤:同5.4.3Method B,即非高温的弹塑性屈曲分析流程和步骤;

4)蠕变屈曲分析两处强制修改:

a)材料本构模型:由弹塑性材料模型(即采用真实应力-应变曲线,非高温工况下,无蠕变变形)修改为采用100000h、材料最小性能的、与时间相关的等时应力-应变曲线(高温工况下,考虑蠕变变形);

b)屈曲载荷系数由βb=1.67修改为βb=1.5原因在于:等时应力-应变曲线已考虑了蠕变变形的累积影响,本身已自带长期时效的安全储备,故屈曲载荷系数(即安全系数)可降低,在保证安全的前提下,又可避免过度保守性。

5)构造等时应力-应变曲线的方法:依据API 579-1/ASME FFS-1附录10B.5生成,蠕变应变率修正系数取△Ωsr=-0.5;原因在于:取值为-0.5时,可覆盖材料性能离散区间的最不利工况,可得材料最小性能的等时应力-应变曲线,以保证分析计算和评定是安全的,避免蠕变屈曲低估风险。

特殊注意

1ASME原文中“In 5.4.3.20”有笔误,应为“In 5.4.3.2”;

2)规范规定采用100000h的等时应力-应变曲线,保持规范的统一性,同时也意味着仅能用于分析和评定设计寿命为11.4~12.5年(年操作时间8000h)的设备,若设备服役超该设计寿命或10万小时,则不能应用ASEM规范的该方法。

3ASME III.5中等时应力-应变曲线最高达30万小时,但不能直接用于蠕变屈曲分析。

以上内容仅代表笔者个人观点,限于笔者水平有限,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
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:2026-07-30
最近编辑:28天前
ANSYS分析设计人
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重大修订:ASME Ⅷ-2 2023~2025版屈曲分析方法的核心变化!

(一)主要变化说明ASMEⅧ-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)ASMEⅧ-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/T4732-2024与ASMEⅧ-2历年版本方法对比我国GB/T4732的编制和定稿工作应是在ASMEⅧ-2-2023版本更新之前完成的,故标准中引入的仍是ASMEⅧ-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/T4732-2024,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

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