ANSYS解讀ASME分析設(shè)計(jì)規(guī)范與開孔補(bǔ)強(qiáng)

本書第1章是對CACI譯2007/2013版ASMEⅧ-2:5主要譯文案例的分析。

由于ASME已經(jīng)表態(tài)：對該譯書的任何語法錯誤或因?qū)��?biāo)準(zhǔn)的誤解而產(chǎn)生的矛盾不負(fù)責(zé)任。因此，在學(xué)習(xí)ASMEⅧ-2:5的過程中，發(fā)現(xiàn)該“中譯本”確實(shí)存在涉及諸多方面的錯誤：如對原文理解有誤，產(chǎn)生誤導(dǎo)；對原文的語法分析有誤；專業(yè)術(shù)語使用不當(dāng)，造成譯文錯誤；看錯英文單詞，造成譯文錯誤；將原文削減不譯，造成譯文錯誤；軟件知識欠缺，選擇詞義不當(dāng)，造成譯文錯誤；較多的譯文是病句等等。本章僅提出155個(gè)譯文案例是針對譯文質(zhì)量進(jìn)行分析，給出相應(yīng)的“語法分析”和“譯文分析”，旨在提醒并防止因語法錯誤和理解錯誤而繼續(xù)產(chǎn)生誤導(dǎo)。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的翻譯中，譯文案例的分析，是首次出現(xiàn)、首次嘗試，供讀者學(xué)習(xí)規(guī)范時(shí)參考，力求規(guī)范譯文正確、與原文等效。

第2章ASMEⅧ-2:5按分析要求設(shè)計(jì)。只有規(guī)范譯文正確，才能便于讀者準(zhǔn)確理解和應(yīng)用規(guī)范。見第1章1.3可怕的病句（僅列幾例）。這樣的譯文會產(chǎn)生不良后果。又如規(guī)范5.2.1.2（見本書2.2.1.2）“對于具有復(fù)雜的幾何形狀或復(fù)雜載荷工況的元件、應(yīng)力分類，需要高深的知識和鑒別能力。對三維應(yīng)力場，這是尤其正確的。對于分類過程可產(chǎn)生模棱兩可的結(jié)果的場合，推薦分別應(yīng)用規(guī)范5.2.3（見本書2.2.3）極限載荷法或規(guī)范5.2.4（見本書2.2.4）彈－塑性分析法”。CACI對原文“Application of the limit load or elastic-plastic analysis methods in 5.2.3 and 5.2.4, respectively, is recommended for cases where the categorization process may produce ambiguous results.”中，“the categorization process”是指“分類過程”，卻譯成“應(yīng)力分類方法”可以產(chǎn)生模棱兩可的結(jié)果的情況，就是將規(guī)范念歪了，造成譯文的錯誤，導(dǎo)致別人也人云亦云，見第1章[10]。“應(yīng)力分類方法”是彈性應(yīng)力分析的基礎(chǔ)，見規(guī)范5.2.2.2，是不會產(chǎn)生“模棱兩可的結(jié)果”。一語道破，該譯者并不懂得“模棱兩可”的涵義。分類過程就是選擇路徑的過程，對三維應(yīng)力場，可產(chǎn)生 “模棱兩可的結(jié)果”，詳見第3章。

第3章ASMEⅧ-2:5按分析要求設(shè)計(jì)【規(guī)范軟件初步解讀】。國內(nèi)發(fā)表這方面的文章和專著甚少。新版ASMEⅧ-2:5將規(guī)范條款和軟件數(shù)值分析融為一體，用軟件數(shù)值分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)規(guī)范條款的規(guī)定。

本書采用ANSYS分析實(shí)例，以同一的幾何模型和有限元模型，圖文并茂【解讀】彈性應(yīng)力分析和彈－塑應(yīng)力分析評定元件防止塑性垮塌、局部失效、屈曲垮塌和由循環(huán)載荷引起的失效（包括棘輪評定），極限載荷分析法評定元件防止塑性垮塌。

采用的材料模型有：彈性應(yīng)力分析法防止塑性垮塌用彈性材料模型；極限載荷分析法防止塑性垮塌用彈性－理想塑性材料模型（屈服極限用1.5倍的許用應(yīng)力）；彈－塑性應(yīng)力分析法防止塑性垮塌用規(guī)范附錄3-D給出真實(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線模型；彈性應(yīng)力分析法防止局部失效用彈性材料模型；彈－塑性應(yīng)力分析法防止局部失效用真實(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線模型；一次循環(huán)分析法防止由循環(huán)載荷引起失效用隨動強(qiáng)化的循環(huán)的應(yīng)力幅－應(yīng)變幅曲線模型；兩倍屈服法防止由循環(huán)載荷引起失效用循環(huán)的應(yīng)力范圍－應(yīng)變范圍的滯回曲線材料模型；棘輪評定—彈性應(yīng)力分析用彈性材料模型；棘輪評定—彈－塑性應(yīng)力分析用彈性－理想塑性材料模型（屈服極限用規(guī)范附錄3-D給出的真實(shí)的屈服極限）。

在【規(guī)范軟件初步解讀】的過程中，本書作者的原創(chuàng)工作是：

（1）從PL+ Pb+Q中分出Q的方法，回答了有關(guān)學(xué)者提出的問題“如何將等效線性化處理得到的薄膜加彎曲應(yīng)力進(jìn)一步分解成一次應(yīng)力和二次應(yīng)力則是國內(nèi)外壓力容器界熱烈討論的問題，目前尚無公認(rèn)的結(jié)論”。

（2）對于極限載荷分析法，規(guī)范指出“通過一個(gè)小的載荷增量不能達(dá)到平衡解，說明了這一點(diǎn)（該解不收斂）。”本書作者真正看到了“極限載荷的境域”，見第3章，當(dāng)加載設(shè)計(jì)壓力等于60.50 MPa，求解完成，ANSYS給出的應(yīng)力云圖，顯示顏色標(biāo)尺的第二檔（橙黃色），由一檔降為二檔，Mises應(yīng)力下降了，出現(xiàn)塑性流動和應(yīng)力再分布。

（3）采用彈－塑性應(yīng)力分析，確定元件的塑性垮塌載荷時(shí)，規(guī)范也指出“通過一個(gè)小的載荷增量不能達(dá)到平衡解，說明了這一點(diǎn)（該解不收斂）”，當(dāng)加載設(shè)計(jì)壓力達(dá)到118MPa，求解完成。加載設(shè)計(jì)壓力等于119MPa，ANSYS停止計(jì)算。加載為118MPa就是總體塑性垮塌載荷。這時(shí)出現(xiàn)總體塑性垮塌載荷的相應(yīng)境域是，應(yīng)力云圖上出現(xiàn)68個(gè)節(jié)點(diǎn)，其Mises當(dāng)量應(yīng)力SMX達(dá)到了材料的強(qiáng)度極限552MPa。

第4章ASMEⅧ-2:4.5在殼體和封頭上開孔的設(shè)計(jì)規(guī)則。該規(guī)則的基本理論是，“最大局部一次薄膜應(yīng)力法”。接管與殼體相貫區(qū)是總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)，這里的薄膜應(yīng)力是局部一次薄膜應(yīng)力PL。本規(guī)則就是確定最大局部一次薄膜應(yīng)力，并以1.5倍的許用應(yīng)力進(jìn)行評定，并且必須進(jìn)行“一孔一校”。

本規(guī)范給出兩條主線：其一是規(guī)范4.5.5（見本書4.5）圓筒上的徑向接管，給出10個(gè)計(jì)算步驟，完成接管開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)；其二是規(guī)范4.5.10（見本書4.10）球殼或成形封頭上的徑向接管。其他各種位置的斜接管，均作某些參數(shù)的相應(yīng)替代，然后回歸到相應(yīng)主線上繼續(xù)計(jì)算，直至完成。

該規(guī)則對開孔率雖然沒有明確限制條件，但從公式中可發(fā)現(xiàn)它的實(shí)際應(yīng)用的可能性。

對于補(bǔ)強(qiáng)范圍有重疊的兩個(gè)接管開孔，規(guī)范給出方法計(jì)算每一單個(gè)接管LR，然后返回到主線上計(jì)算。

第5章EN 13445-3: 9在殼體上開孔。該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施“壓力面積法”（pressure area design method），該方法建立在保證材料提供的反作用力大于或等于由壓力產(chǎn)生的作用力的基礎(chǔ)上。因此，補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的重點(diǎn)是，計(jì)算應(yīng)力作用面和壓力作用面。該標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定“一孔一校”。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了開孔率：圓筒上接管補(bǔ)強(qiáng)的開孔，dib / (2ris)應(yīng)不超過1.0；在半球形封頭和其他的凸形封頭上開孔，d/De應(yīng)不超過0.6；用殼體補(bǔ)強(qiáng)的沒有接管的開孔，開孔率為0.5。圓筒和錐殼縱截面上的斜接管，φ角不超過60°，在球殼和凸形封頭上斜接管，用公式控制。

對不滿足單個(gè)開孔條件，本標(biāo)準(zhǔn)給出相鄰開孔的孔間帶校核和全面校核。開孔靠近殼體不連續(xù)處的距離W，必須滿足標(biāo)準(zhǔn)9.7.2（見本書5.7.2）的規(guī)定：W≥Wmin。

第6章ГОСТ Р 52857.3在內(nèi)壓或外壓作用下殼體和封頭的開孔補(bǔ)強(qiáng)、接管上外載荷作用下圓筒和球形封頭的強(qiáng)度計(jì)算。該標(biāo)準(zhǔn)以極限平衡（極限載荷）理論為基礎(chǔ)推導(dǎo)出補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算條件：殼體和接管的多余壁厚的相應(yīng)面積，加上補(bǔ)強(qiáng)圈的貢獻(xiàn)面積≥計(jì)算壁厚下失去的凈面積。必須進(jìn)行“一孔一校”。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了開孔率：圓筒或錐殼上實(shí)現(xiàn)1.0；凸形封頭上達(dá)到0.6；接管上有外載荷作用下，圓筒開孔率達(dá)0.8；半球形封頭上達(dá)到0.6。

當(dāng)在圓筒上設(shè)置具有圓形橫截面的傾斜接管時(shí)，γ（見圖A.11б）不超過45°。對于橢圓形封頭上非中心部位的接管（見圖A.5），γ不超過60°。圓筒和錐殼縱截面上的斜接管以及對半球形封頭和碟形封頭球面部分的所有開孔，開孔的計(jì)算直徑：dp=( d+2cs)/cos2γ。對于兩個(gè)相互有影響的接管開孔，由孔橋的許用壓力控制。

第7章接管開孔補(bǔ)強(qiáng)綜合分析。給出實(shí)例計(jì)算結(jié)果匯總一覽表，三個(gè)規(guī)范開孔補(bǔ)強(qiáng)功能對比分析。

第4～6章，均給出概述，標(biāo)準(zhǔn)正文，從GB150轉(zhuǎn)入三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的計(jì)算切入點(diǎn)，實(shí)例計(jì)算，小結(jié)和原文難句分析。

三個(gè)開孔補(bǔ)強(qiáng)規(guī)范中給出標(biāo)準(zhǔn)圖例共65個(gè)，猶如群星燦爛，最大限度地滿足了工程需要，設(shè)計(jì)人員通過計(jì)算，完美地設(shè)計(jì)出精彩的壓力容器產(chǎn)品，也實(shí)現(xiàn)了最高的設(shè)計(jì)享受。

在開孔補(bǔ)強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)方面，美歐俄三個(gè)規(guī)范，實(shí)施三種完全不同的基本理論，形成三足鼎立的局面，任何其他國家壓力容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)無法比擬，這是不容置疑的。

由于作者水平有限，對書中的錯誤，敬請專家學(xué)者和廣大讀者給予批評和指正。

作 者

2017年4月

第1章 對CACI譯2007/2013版 ASMEⅧ-2:5
主要譯文案例的分析 1
第1節(jié) 概述 1
1.1 對翻譯的認(rèn)識 1
1.2 自造詞 1
1.3 可怕的病句 3
1.4 譯文案例的概況 5
第2節(jié) 主要譯文案例的分析 9
第3節(jié) 小結(jié) 84
參考文獻(xiàn) 85
第2章 ASMEⅧ-2:5按分析要求設(shè)計(jì) 86
第1節(jié) 概述 86
第2節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)正文 86
2.1 一般要求 86
2.2 防止塑性垮塌 88
2.3 防止局部失效 93
2.4 防止屈曲垮塌 94
2.5 防止由循環(huán)載荷引起的失效 95
2.6 接管頸部應(yīng)力分類的補(bǔ)充要求 107
2.7 螺栓的附加要求 108
2.8 管板的附加要求 109
2.9 多層容器的附加要求 109
2.10 實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析 109
2.11 斷裂力學(xué)評定 109
2.12 定義 109
2.13 符號 111
2.14 表 115
2.15 圖 124
附錄2-A 應(yīng)力線性化結(jié)果用于
應(yīng)力分類 125
附錄2-B 循環(huán)圖的設(shè)計(jì)和疲勞分析的
循環(huán)計(jì)數(shù) 136
附錄2-C 用于彈性疲勞分析的交變塑性
修正系數(shù)和有效的交變應(yīng)力 139
附錄2-D 應(yīng)力指數(shù) 144
參考文獻(xiàn) 149
第3章 ASMEⅧ-2:5按分析要求設(shè)計(jì)
【規(guī)范軟件初步解讀】 150
第1節(jié) 概述 150
第2節(jié) 【規(guī)范軟件初步解讀】 151
3.1 ANSYS解讀用的分析實(shí)例 151
3.2 彈性應(yīng)力分析法防止塑性垮塌 153
3.3 極限載荷分析法防止塑性垮塌 162
3.4 彈－塑性應(yīng)力分析法防止塑性垮塌 165
3.5 彈性應(yīng)力分析法防止局部失效 167
3.6 彈－塑性應(yīng)力分析法防止局部失效 168
3.7 防止屈曲垮塌 173
3.8 疲勞評定－彈性應(yīng)力分析和
當(dāng)量應(yīng)力 177
3.9 疲勞評定—彈－塑性應(yīng)力分析和
當(dāng)量應(yīng)變 181
3.10 棘輪評定—彈性應(yīng)力分析 186
3.11 棘輪評定—彈－塑性應(yīng)力分析 187
第3節(jié) 小結(jié) 188
參考文獻(xiàn) 190
第4章 ASMEⅧ-2:4.5在殼體和封頭上開孔
的設(shè)計(jì)規(guī)則 191
第1節(jié) 概述 191
第2節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)正文 191
4.1 應(yīng)用范圍 191
4.2 各種接管的尺寸和形狀 191
4.3 接管連接的方法 192
4.4 接管頸部最小厚度要求 193
4.5 圓筒上的徑向接管 193
4.6 圓筒橫截面上的山坡接管（hillside
nozzle） 196
4.7 圓筒縱截面上與縱軸中心線成某一
角度的接管 197
4.8 錐殼上的徑向接管 197
4.9 錐殼上的接管 198
4.10 球殼或成形封頭上的徑向接管 198
4.11 成形封頭上的垂直接管和
山坡接管 202
4.12 平蓋上的圓形接管 203
4.13 對接管間距的要求 204
4.14 接管連接焊縫的強(qiáng)度 204
4.15 殼體和成形封頭的接管上由外載荷
產(chǎn)生的局部應(yīng)力 207
4.16 檢查開孔 207
4.17 承受壓縮應(yīng)力的開孔補(bǔ)強(qiáng) 208
4.18 符號 209
4.19 表 212
4.20 圖例 213
第3節(jié) 從GB150轉(zhuǎn)入本規(guī)范的計(jì)算
切入點(diǎn) 219
第4節(jié) 實(shí)例計(jì)算 220
第5節(jié) 小結(jié) 229
第6節(jié) 對CACI譯2007/2013版ASMEⅧ-
2:4.5 主要譯文案例的分析 231
參考文獻(xiàn) 235
第5章 EN 13445-3:9在殼體上開孔 236
第1節(jié) 概述 236
第2節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)正文 236
5.1 應(yīng)用范圍 236
5.2 本條定義 236
5.3 專用符號 237
5.4 一般規(guī)定 240
5.5 單個(gè)開孔 248
5.6 多個(gè)開孔 260
5.7 開孔靠近殼體不連續(xù)處 267
第3節(jié) 從GB150轉(zhuǎn)入本標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算
切入點(diǎn) 271
第4節(jié) 實(shí)例計(jì)算 272
第5節(jié) 小結(jié) 278
第6節(jié) 原文主要的難句分析 281
參考文獻(xiàn) 282
第6章 在內(nèi)壓或外壓作用下殼體和封頭的
開孔補(bǔ)強(qiáng) 接管上外載荷作用下圓筒和
球形封頭的強(qiáng)度計(jì)算 283
第1節(jié) 概述 283
第2節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)正文 284
1 應(yīng)用范圍 284
2 引用標(biāo)準(zhǔn) 284
3 符號 284
4 一般規(guī)定 286
5 內(nèi)壓或外壓下的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 287
6 接管上的外部靜載荷作用下圓筒和
球形封頭的強(qiáng)度計(jì)算 293
附錄A 298
第3節(jié) 從GB150轉(zhuǎn)入本標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算
切入點(diǎn) 307
第4節(jié) 實(shí)例計(jì)算 307
第5節(jié) 小結(jié) 315
第6節(jié) 主要的難句分析 318
參考文獻(xiàn) 319
第7章 接管開孔補(bǔ)強(qiáng)綜合分析 320
第1節(jié) 實(shí)例計(jì)算結(jié)果一覽表 320
第2節(jié) 開孔補(bǔ)強(qiáng)功能對比分析 321
第3節(jié) 展望 324
參考文獻(xiàn) 325

1. 零基礎(chǔ)玩轉(zhuǎn)國產(chǎn)大模型DeepSeek [徐永冰 張帥 編著]
2. 網(wǎng)絡(luò)工程師5天修煉（適配第6版考綱） [主編　朱小平 施游]
3. 信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師考試32小時(shí)通關(guān)（適用第4版考綱） [薛大龍]
4. 信息系統(tǒng)管理工程師考試32小時(shí)通關(guān)（適配第2版考綱） [薛大龍　劉偉]
5. 土木工程材料檢測實(shí)訓(xùn) [洪曉江 達(dá)則曉麗 錢波]
6. 科技信息檢索與論文寫作實(shí)用教程 [李振華]
7. 傳統(tǒng)山水畫論解讀與實(shí)踐 [陳鈉 著]
8. Python數(shù)據(jù)庫編程 [主編 殷樹友 邢 翀]
9. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo) [主編 袁春萍 朱妮]
10. 嵌入式人工智能技術(shù)應(yīng)用（數(shù)字教材） [主編 胡娜 楊國勇 晏廷榮]
11. Vienna整流器技術(shù) [桂存兵 著]
12. 變頻器與伺服應(yīng)用 [陳剛 葉云飛]
13. 物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [湯琳 李敏]
14. 爐邊夜話——深入淺出話AI [汪建　著]
15. 電商運(yùn)營與管理 [鐘肖英 陳瀟]
16. Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) [主編 姜春磊 陳虹潔]
17. 信息技術(shù)基礎(chǔ)（Windows 10+WPS Office）（微課版） [主編　石利平　田輝平　謝盛嘉]
18. 人工智能應(yīng)用 [主編　陳　萍　劉培培　陳孟軍]
19. 大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo) [主編　劉志堅(jiān)]
20. 高級辦公應(yīng)用項(xiàng)目教程 [主編 屈晶 趙成麗]
21. 微信小程序開發(fā)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)（微課版） [主編 黃龍泉 郭峰 朱倩]
22. 企業(yè)檔案工作實(shí)戰(zhàn)寶典百問百答 [華俊 盧秀英 邵甜甜 著]
23. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用 [主編 唐繼勇 葉坤 孫夢娜]
24. 大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ) [主編 王麗莉 王 楊]
25. 船舶輔機(jī) [主編 王連海 于洋 姜淑翠]
26. 大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo) [主編 王麗莉 董宴廷]
27. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師章節(jié)習(xí)題與考點(diǎn)特訓(xùn) [主編 薛大龍 鄒月平]
28. 高校學(xué)生工作探索與實(shí)踐 [郭亮 著]
29. 大學(xué)生情商管理 [方雄 著]
30. 2023年長沙市會展業(yè)發(fā)展報(bào)告 [主編 周棟良]