壓力容器是由壓力介質(zhì)和受壓元件組成的密閉容器。承受介質(zhì)壓力的零件稱為受壓元件。

第1章 創(chuàng)建壓力容器受壓元件的幾何模型，除本書未涉及的碟形封頭外，受壓元件還有橢圓形封頭、半球形封頭、圓筒和錐殼。在殼體上配置了不同方位的接管，共16種型式。參考了ASMEⅧ-2:4.5、EN 13445-3:9和ГОСТР52857.3的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)，有徑向接管，如橢圓形封頭和半球形封頭的中央接管，圓筒和錐殼上的徑向接管，橢圓形封頭上非中心部位的徑向接管。斜接管的型式，有橢圓形封頭和半球形封頭上的非中心部位接管，圓筒縱截面上的斜接管，圓筒橫截面上的切向接管、山坡接管和頂部的斜接管，錐殼縱截面上的水平接管和豎直接管，為工程設(shè)計(jì)提供了規(guī)范允許的幾何模型。

本章給出的殼體 接管連接型式，除圓筒橫截面頂部的斜接管為安放式以外，均采用整體補(bǔ)強(qiáng)，內(nèi)平齊式，不考慮內(nèi)伸式，不帶補(bǔ)強(qiáng)圈，不考慮焊縫貢獻(xiàn)的補(bǔ)強(qiáng)面積。

本章給出DM和WB界面上用中文輸寫相同的文件名，保存，調(diào)用。

第2章 劃分網(wǎng)格，不帶接管的壓力容器是不存在的。本章對(duì)第1章的16個(gè)幾何模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，給出壓力容器的分網(wǎng)效果，積累了劃分網(wǎng)格的經(jīng)驗(yàn)和方法。

本章主要按全局網(wǎng)格設(shè)置劃分網(wǎng)格，并進(jìn)行了各種組合，控制尺寸和層數(shù)。另外，要給出接管與殼體的多體元件分網(wǎng)后分界面上共節(jié)點(diǎn)，因?yàn)檫@里是接管與殼體相貫的地方，是整體結(jié)構(gòu)不連續(xù)的部位。

第3章 齊魯石化勝利煉油廠制氫裝置PSA吸附器的低周疲勞分析，依據(jù)日本UNION CARBIDE SERVICES K. K. TOKYO JAPAN于1988年為齊魯石化公司設(shè)計(jì)、引進(jìn)的1臺(tái)50m³ 共10臺(tái)一組PSA吸附器。2010年經(jīng)山東齊魯石化工程公司設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)化更新一臺(tái)，以后就由該公司設(shè)計(jì)。

PSA吸附器是軸對(duì)稱的2D面體，分為上部和下部?jī)蓚�(gè)模型。圓筒DN3000設(shè)備總高10400mm。

壓力應(yīng)力分析的應(yīng)力均落在上部中央人孔接管下拐點(diǎn)上和下部中央開(kāi)孔接管的上拐點(diǎn)上。它們是決定疲勞壽命的關(guān)鍵點(diǎn)。按引進(jìn)的原圖，上部人孔壁厚按65mm計(jì)算和下部開(kāi)孔接管壁厚按47.5mm計(jì)算，均為無(wú)限壽命。現(xiàn)按ASMEⅧ-2:5.5.3式（5.36）計(jì)算，依現(xiàn)行設(shè)計(jì)的壁厚，均為20年，滿足使用要求。

第4章 壓力容器3D模型的應(yīng)力分析，給出下列3種模型：

（1）半球形封頭 中央人孔接管 圓筒半剖結(jié)構(gòu)分析。

（2）橢圓形封頭 5個(gè)接管 圓筒結(jié)構(gòu)分析。

（3）錐殼 豎直接管 圓筒 錐殼小端接管的半剖結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析。

壓力容器分析包括創(chuàng)建幾何模型劃分網(wǎng)格加載求總變形應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)力線性化和評(píng)定。本章通過(guò)Workbench（后簡(jiǎn)寫為WB）工具箱中Static Structural給出的單元格流程圖完成了上述分析。

本章全部采用彈性應(yīng)力分析方法。從這里可驗(yàn)正：彈性應(yīng)力分析方法是不可替代的分析的主流方法。即使有人至今還說(shuō)它不保守的情況，但所有認(rèn)識(shí)都要回歸到ASMEⅧ-2:5上來(lái)，無(wú)奈地叫喊多年，也是無(wú)用的。

第5章 ANSYS Workbench軟件的缺點(diǎn)，在線性化、模棱兩可和疲勞分析方面都存在軟件功能不強(qiáng)的問(wèn)題。

無(wú)論2D或3D，在應(yīng)力強(qiáng)度的應(yīng)力云圖中都不顯示節(jié)點(diǎn)編號(hào)，而在線性化設(shè)置路徑時(shí)僅顯示網(wǎng)格，沒(méi)有MAX，在給出的網(wǎng)格中，憑著記憶或猜測(cè)找點(diǎn)定義路徑。路徑長(zhǎng)度應(yīng)等于或逼近元件壁厚（指小數(shù)位上），才是好的線性化。ANSYS Workbench的線性化功能無(wú)法與ANSYS經(jīng)典相比。

ASMEⅧ-2:5.2.1.2指出，三維應(yīng)力場(chǎng)，對(duì)于分類過(guò)程可產(chǎn)生模棱兩可的結(jié)果。ANSYS Workbench無(wú)法解決這個(gè)難題。

ANSYS Workbench解決承受的載荷循環(huán)類型為完全對(duì)稱循環(huán)（fully reversed）和脈動(dòng)循環(huán)（zero-based）。很少適用于壓力容器。如文獻(xiàn)［14］的第15章疲勞設(shè)備分析實(shí)例鎖斗，是脈動(dòng)循環(huán)（固體物料），但不用ANSYS Workbench給出的疲勞工具。

第6章 EN 13445-3:18疲勞壽命的詳細(xì)評(píng)定，包括焊接件、非焊接件和螺栓。焊接件是指焊縫，非焊接件是指母材。18.5.3規(guī)定殼體上平原部分材料（Plain material），可包括磨平焊縫修補(bǔ)。這種修磨的存在能導(dǎo)致材料疲勞壽命的減少。因此，只有肯定是無(wú)焊接的材料，才應(yīng)確定為非焊接的。18.12.1規(guī)定，僅適用于軸向受載的鋼制螺栓，不適用于其他的螺紋連接件，如法蘭、封頭或閥。

焊接件的疲勞壽命評(píng)定是有限元分析（做載荷工況差）線性化處理提取薄膜 彎曲部分的SINT=P_L P_b Q（這就是結(jié)構(gòu)應(yīng)力的當(dāng)量應(yīng)力范圍）除以總修正系數(shù)查表18-4確定節(jié)點(diǎn)分級(jí)號(hào)對(duì)應(yīng)的疲勞曲線按本書第9章查出許用循環(huán)次數(shù)計(jì)算疲勞損傷系數(shù)。

EN 13445-3:18是全文譯出，本章第4節(jié)還給出難句分析。

本書作者認(rèn)為，焊接件的疲勞壽命評(píng)定要比ASMEⅧ-2:5和ГОСТР52857.6細(xì)致。非焊接件評(píng)定按本書第6章的規(guī)定。

第7章 公式法計(jì)算許用循環(huán)次數(shù)，通過(guò)ASMEⅧ-2:5、EN 13445-3:18、ГОСТР52857.6等標(biāo)準(zhǔn)給出的公式法計(jì)算許用循環(huán)次數(shù)。EN 13445-3:18、ГОСТР52857.6都是彈性應(yīng)力分析，用ASMEⅧ-2:5彈性應(yīng)力分析和當(dāng)量應(yīng)力。只有彈性應(yīng)力分析結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均曲線以下的設(shè)計(jì)疲勞曲線，才能完成疲勞分析。彈-塑性疲勞分析，計(jì)入當(dāng)量塑性應(yīng)變后，再回來(lái)計(jì)算S_alt,k，使用彈性分析的匹配的設(shè)計(jì)疲勞曲線。ГОСТР52857.6沒(méi)有彈-塑性疲勞分析。

本書給出：EN 13445-3:18非焊接件設(shè)計(jì)疲勞曲線的疲勞壽命的安全系數(shù)10，應(yīng)力范圍的安全系數(shù)1.5，焊接件的失效概率約0.14%；ГОСТР52857.6的循環(huán)次數(shù)的安全系數(shù)10，應(yīng)力的安全系數(shù)2.0。

本書作者認(rèn)為，ГОСТР52857.6公式法比ASMEⅧ-2:5和EN 13445-3:18更適用，EN 13445-3:18的18.1.3規(guī)定，上述要求僅適用于EN 13445:2-2014規(guī)定的鐵素體鋼和奧氏體鋼。而ГОСТР52857.6卻沒(méi)有材料的限制，GB/T 150-2011中材料可用。

第8章 技術(shù)評(píng)論，技術(shù)評(píng)論的目的是糾正錯(cuò)誤，消除誤導(dǎo)。在文獻(xiàn)［19］中，本書作者指出ASMEⅧ-2:5-2015版本的譯文有155個(gè)案例。其實(shí)，在文獻(xiàn)［17］（2008年）中，已經(jīng)對(duì)在文獻(xiàn)［9-12］中的錯(cuò)誤提出了不同觀點(diǎn)。若不評(píng)論，原作者不知道還有什么錯(cuò)誤，而讀者還在糊涂地接受。

對(duì)文獻(xiàn)［5］的第6章評(píng)論，該書作者在位于封頭內(nèi)側(cè)離開(kāi)接管與封頭相貫線以下的內(nèi)伸式接管上定義路徑3，在該書表6.1-1中列入是局部薄膜應(yīng)力 彎曲應(yīng)力。這是誤導(dǎo)。因?yàn)槎�義［Path3］的內(nèi)伸式接管內(nèi)外表面壓力相等，接管不受壓，內(nèi)伸式接管只用于開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)。因此，該書作者，在封頭內(nèi)側(cè)的內(nèi)伸式接管上定義了一條錯(cuò)誤路徑。壓力容器分析人員從來(lái)就沒(méi)有在此處定義路徑的。

對(duì)文獻(xiàn)［6］表7.1的譯文評(píng)論，該書表7.1就是EN 13445-3:18:2014的附錄P(normative)的P.1。本書作者對(duì)該書表7.1的翻譯感到意外：

（1）如significant sub-surface flaws，譯為較大的次表面缺陷，次表面缺陷就是自造詞。

（2）將Backing strip to be continuous譯為焊跡是連續(xù)的，焊跡也是自造詞，應(yīng)譯為背墊條是連續(xù)的。

（3）將consumableinsert（熔化嵌條）譯為單面熔焊，隨意刪掉insert。

（4）猜譯，如Weld root pass shallbe inspected to ensure fullfusion to backing（該書譯者譯為檢測(cè)焊接根部是否完全熔融到墊板上），隨意加字是否。

（5）前面譯為單面，后面譯為單邊。

（6）tack welds to be ground out譯為定位焊要磨平。

（7）Joggle joint，榫接接頭譯為搭接接頭。

（8）Minimum throat（小焊喉）譯為小焊高。概念不清和語(yǔ)法分析不清，降低了國(guó)外優(yōu)秀科技著作的聲譽(yù)。該表譯文，對(duì)國(guó)內(nèi)讀者沒(méi)有參考價(jià)值。

對(duì)文獻(xiàn)［14］的評(píng)論：

（1）該書作者對(duì)塑性垮塌的定義和屈曲的定義均為自行的定義，均超出了定義本身的范圍，而ASMEⅧ-2:5沒(méi)有列出塑性垮塌的定義和屈曲的定義，該書作者學(xué)術(shù)不嚴(yán)謹(jǐn)。

（2）局部失效的評(píng)定，該書105頁(yè)上說(shuō)新版ASMEⅧ-2:5-2013（2007版及之后版本）表達(dá)更具體，是基于局部一次薄膜加彎曲主應(yīng)力，但ASMEⅧ-2:5-2015版取消了上述說(shuō)法。

（3）該書8.2彈-塑性分析法，不是該書作者所說(shuō)的任意部位，而是選應(yīng)力云圖上紅色標(biāo)志區(qū)給定的幾個(gè)高應(yīng)力點(diǎn)，確定主應(yīng)力、當(dāng)量應(yīng)力和總當(dāng)量塑性應(yīng)變，按規(guī)范式（5.7）評(píng)定通過(guò)。

（4）將_cr譯為容量降低系數(shù)，詞義不準(zhǔn)確。

（5）該書的重點(diǎn)是規(guī)范篇，該書作者多以規(guī)范條款敘述相應(yīng)規(guī)定。

（6）11.2.2彈性分析法評(píng)定，將該書式（11.6）和式（11.7）與規(guī)范相應(yīng)式顛倒，這是讀者應(yīng)用棘輪評(píng)定公式的地方，容易誤導(dǎo)。

（7）ASMEⅧ-2:5對(duì)于K_f、K_e,k和K_v,k3個(gè)術(shù)語(yǔ)在規(guī)范5.13符號(hào)中已經(jīng)下了專門定義，而該書作者在其116頁(yè)10.3.1中，像是高度概括地說(shuō)：K_f考慮了局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)效應(yīng)（應(yīng)力集中），K_e,k考慮了塑性應(yīng)變集中效應(yīng)，K_v,k考慮了塑性應(yīng)變強(qiáng)化效應(yīng)，本書作者認(rèn)為：這是多此一舉。

（8）該書98頁(yè)7.1.5接管應(yīng)力評(píng)定，其P_L類應(yīng)力譯文有錯(cuò)誤。

（9）第15章疲勞設(shè)備分析實(shí)例鎖斗，沒(méi)有計(jì)入疲勞強(qiáng)度的降低系數(shù)K_f等。對(duì)JB 4732的名詞術(shù)語(yǔ)，該書作者在第2章又重復(fù)下了相同定義。

第9章 ASMEⅧ-2:附錄3-F設(shè)計(jì)疲勞曲線，完全譯出，也是讀者常用查找的工具書。為此，給出原文對(duì)照，便于使用。

由于作者水平有限，對(duì)書中的錯(cuò)誤，敬請(qǐng)專家學(xué)者和廣大讀者給予批評(píng)指正。

本書在自校中，田明欣、周永貴、邵明永、欒德昱，欒德熹參加了校核，在此表示感謝。

作 者

2021年3月