1　彈性力學(xué)基礎(chǔ)　001
1.1　應(yīng)力狀態(tài)　001
1.1.1　應(yīng)力符號(hào)規(guī)則　001
1.1.2　一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)　001
1.1.3　應(yīng)力分量坐標(biāo)變換　002
1.2　基本方程　004
1.2.1　平衡方程　004
1.2.2　幾何方程與變形協(xié)調(diào)方程　006
1.2.3　物理方程　008
1.2.4　應(yīng)變能及其構(gòu)成　009
1.3　平面問題　010
1.3.1　平面應(yīng)力問題　010
1.3.2　平面應(yīng)變問題　011
1.3.3　彈性力學(xué)平面問題的解　012
1.4　小孔應(yīng)力集中　013
1.4.1　小圓孔應(yīng)力集中　013
1.4.2　橢圓孔應(yīng)力集中　015
1.5　屈服條件　016
1.5.1　Tresca 屈服條件　016
1.5.2　Mises 屈服條件　017

2　有限元基本原理　019
2.1　概述　019
2.2　有限元分析簡明過程　020
2.2.1　二連桿結(jié)構(gòu)經(jīng)典靜力分析　020
2.2.2　二連桿結(jié)構(gòu)有限元分析　021
2.2.3　剛度方程　023
2.2.4　有限元分析基本過程　025
2.2.5　總剛度矩陣特點(diǎn)　027
2.3　虛功原理的應(yīng)用　028
2.3.1　虛位移和虛功原理　028
2.3.2　應(yīng)用虛功原理推導(dǎo)有限元基本方程　029
2.3.3　關(guān)于位移函數(shù)　036
2.4　載荷移置與高斯積分　036
2.4.1　單元載荷移置　036
2.4.2　高斯積分　038
2.4.3　應(yīng)力修勻　040
2.5　等參單元　040
2.5.1　一般四節(jié)點(diǎn)矩形單元　040
2.5.2　等參單元基本概念　041

3　關(guān)鍵受壓元件力學(xué)分析與強(qiáng)度設(shè)計(jì)　046
3.1　回轉(zhuǎn)薄殼應(yīng)力分析　046
3.1.1　回轉(zhuǎn)薄殼的幾何結(jié)構(gòu)　046
3.1.2　無力矩理論　047
3.1.3　無力矩理論的應(yīng)用　049
3.2　厚壁圓筒應(yīng)力分析　055
3.2.1　受壓力載荷作用　055
3.2.2　由溫度變化引起　063
3.3　平板應(yīng)力分析　065
3.3.1　概述　065
3.3.2　圓平板對(duì)稱彎曲微分方程　065
3.3.3　圓平板中的應(yīng)力　067
3.4　殼體的穩(wěn)定性分析　073
3.4.1　外壓薄壁圓柱殼彈性失穩(wěn)分析　073
3.4.2　受均布周向外壓的長圓筒的臨界壓力　075
3.4.3　受均布周向外壓的短圓筒的臨界壓力　075
3.4.4　受均布軸向壓縮載荷圓筒的臨界應(yīng)力　076
3.5　壓力容器關(guān)鍵受壓元件強(qiáng)度設(shè)計(jì)　077
3.5.1　圓柱殼　077
3.5.2　球殼和半球形封頭　079
3.5.3　橢圓形封頭　081
3.5.4　錐殼　081
3.5.5　平蓋　081
3.5.6　承受組合載荷的元件應(yīng)力評(píng)定　082

4　結(jié)構(gòu)不連續(xù)分析　084
4.1　回轉(zhuǎn)薄殼的不連續(xù)分析　084
4.1.1　不連續(xù)效應(yīng)與不連續(xù)分析的基本方法　084
4.1.2　圓柱殼受邊緣力和邊緣力矩作用的彎曲解　085
4.1.3　不連續(xù)應(yīng)力的特性　088
4.2　薄壁圓柱殼和橢圓形封頭的連接　089
4.3　薄壁圓柱殼和平蓋的連接　092
4.4　薄壁殼體和接管的連接　093
4.5　管殼式換熱器管板連接結(jié)構(gòu)　095
4.6　局部應(yīng)力與應(yīng)力集中系數(shù)　097
4.6.1　概述　097
4.6.2　薄壁球殼和薄壁圓柱殼上開小孔　097
4.6.3　確定局部應(yīng)力的幾種工程常見方法　098

5　應(yīng)力分類法　102
5.1　概述　102
5.1.1　常規(guī)設(shè)計(jì)的局限性　102
5.1.2　分析設(shè)計(jì)的基本思想　103
5.1.3　載荷和載荷組合　103
5.2　壓力容器的應(yīng)力分類　104
5.2.1　應(yīng)力分類　104
5.2.2　應(yīng)力線性化處理　108
5.2.3　當(dāng)量應(yīng)力計(jì)算　110
5.3　應(yīng)力評(píng)定依據(jù)　113
5.3.1　許用應(yīng)力　113
5.3.2　極限分析　113
5.3.3　安定性分析　114
5.3.4　熱應(yīng)力棘輪邊界　115
5.3.5　設(shè)計(jì)疲勞曲線　118
5.4　應(yīng)力評(píng)定原則　124
5.5　基于失效模式的應(yīng)力評(píng)定　126
5.5.1　塑性垮塌評(píng)定　126
5.5.2　局部過度應(yīng)變?cè)u(píng)定　126
5.5.3　棘輪評(píng)定　126
5.5.4　疲勞評(píng)定　128

6　彈塑性分析法　136
6.1　概述　136
6.2　塑性垮塌　136
6.2.1　載荷組合工況　137
6.2.2　合格準(zhǔn)則　138
6.2.3　極限分析　138
6.2.4　彈塑性分析　139
6.3　局部過度應(yīng)變　140
6.3.1　評(píng)定步驟　140
6.3.2　累積損傷法　141
6.4　屈曲　142
6.4.1　屈曲失效評(píng)定方法和設(shè)計(jì)系數(shù)　142
6.4.2　屈曲失效評(píng)定步驟與流程　144
6.4.3　屈曲的有限元計(jì)算　144
6.5　疲勞　145
6.5.1　概述　145
6.5.2　循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線　145
6.5.3　逐個(gè)循環(huán)分析法　146
6.5.4　二倍屈服法　146
6.5.5　彈塑性疲勞分析步驟與流程　147
6.6　棘輪　148
6.6.1　概述　148
6.6.2　彈塑性分析和判據(jù)　149
6.6.3　棘輪分析步驟與流程　150
6.7　直接法　150
6.7.1　概述　150
6.7.2　直接法計(jì)算過程　151

7　壓力容器高溫分析設(shè)計(jì)　155
7.1　各國主流高溫規(guī)范簡介　155
7.2　ASME 規(guī)范案例2843 和2605　156
7.2.1　ASME 規(guī)范案例2843　157
7.2.2　ASME 規(guī)范案例2605　158
7.3　GB/T 4732.5 附錄A　160
7.3.1　方法一　161
7.3.2　方法二　162
7.4　高溫結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)軟件　164

附錄　壓力容器應(yīng)力分析和評(píng)定工程案例　168
附錄A　熱熔鹽儲(chǔ)罐應(yīng)力分析和蠕變-疲勞評(píng)定　168
附錄B　高壓加熱器管板應(yīng)力分析和輕量化設(shè)計(jì)　173
附錄C　懸吊式塔設(shè)備應(yīng)力分析和評(píng)定　181
附錄D　氧化器換熱段應(yīng)力分析和評(píng)定　186
附錄E　過濾器進(jìn)口閥體及管嘴組件應(yīng)力分析和評(píng)定　193
附錄F　超大型真空容器非線性穩(wěn)定性分析　196
附錄G　基于ANSYS/FE-SAFE 分析的回流罐當(dāng)量結(jié)構(gòu)應(yīng)力法焊縫疲勞評(píng)定　198
附錄H　粉煤放料罐疲勞分析　204
附錄I　基于應(yīng)力分類法和極限載荷法的板式換熱器強(qiáng)度評(píng)定　209
附錄J　臥式儲(chǔ)罐有限元模型的建立　216
附錄K　殼體徑向接管安定和棘輪邊界直接法計(jì)算　230

參考文獻(xiàn)　234