压力容器管口局部应力计算方法的工程应用*

郑　伟， 宋利利

(1.中海油石化工程有限公司，山东 济南　250101； 2.山东伟基炭科技有限公司，山东 济南　250102)

0　引　言

关于压力容器筒体开孔接管连接部位局部应力的计算方法，长期以来工程设计中最常用的局部应力计算方法为WRC107、WRC297及EN13445方法，随着计算机技术的发展及各种大型有限元分析计算软件的普及，局部应力有限元分析已然成为主流。有限元法可以在特定的组合载荷下对特定的结构划分网格并进行数值计算，但是，压力容器设计中影响应力分布的参数的多样性以及应力分量随初始参数的变化规律用数值方法却很难给出。

关于上述几种方法，很多学者已经做过不少研究[1-2]，在此不做赘述。笔者重点陈述我国在该方面的多年研究成果，在文献[3]中给出了一种内压作用下圆筒径向接管开孔补强设计的方法，即分析法，这是根据我国自主研发的薄壳理论解得到的应力分析方法[4]，该方法能够使开孔补强的设计适用范围扩大至开孔率0.9，针对大开孔问题，其安全裕量与等面积补强法相比要高出许多。随后又单独发布指导性技术文件CSCBPV-TD001-2013《内压与支管外载作用下圆柱壳开孔应力分析方法》(以下简称“TD001方法”)用于压力容器行业设计指导。该文件基于清华大学工程力学系薛明德、黄克智等二十余年的科研成果转化而来，并已完成相关工程计算软件的开发，具有极高的工程应用价值。

1　局部应力常用计算方法

1.1　美国WRC107公报和WRC297公报方法

这两种方法分别发表于20世纪60年代和80年代，多年来压力容器设计中广泛应用这两种方法解决局部应力计算问题。……