局部应力计算方法比较

局部应力计算方法比较

WRC107，WRC297，EN13445在筒体上局部应力计算的比较:

1.力学模型和适用范围：

WRC107：

- 筒体上的实心圆柱体、矩形附件和方形附件受外加机械载荷

- 球壳上的接管、实心圆柱体和方形附件受外加机械载荷

- 筒体与圆柱体连接结构的适用直径比d/D ≤0.5

- 球壳与接管连接结构的适用直径比d/D ≤0.375

注：准确的说不是0.5而是0.496，见WRC107公报。这个还有筒体直径和璧厚比值的限制：璧厚和球形封头中径的比值≤236；璧厚和筒体中径的比值≤230。但不知道什么原因软件按中都用的是0.5，或者是我看标准不

够认真看错了。

HG20583上球壳与接管连接结构的适用直径比d/D ≤0.5，也应该是0.496而不是0.375见WRC107公报，或许我看错了

WRC297：

- 筒体上接管受到外加机械载荷

- 接管与筒体的直径比d/D ≤0.5

EN13445中局部应力计算方法，其适用范围：

球壳与接管连接结构: 0.001 ≤de /R ≤0.1

筒体与接管连接结构: 1) 0.001 ≤de /D ≤0.1

2.壳体上薄膜应力的比较：

WRC107方法：薄壁管结构或接管壁厚与筒体壁厚相当时，膜应力计算结果偏小；仅当接管壁厚大于筒体壁厚时，计算结果才偏安全

WRC297方法：不能得到确定的结论，但得到的膜应力或接近，或大于有限元方法的结果

EN13445 方法：将有限元方法得到的膜应力除以 1.5倍许用应力后与EN13445方法得到的载荷比相比，EN13445方法的结果其安全裕量总是大于有限元方法的结果

3.壳体上表面应力：

WRC107方法：薄壁管结构，该方法的计算结果偏小；

当接管壁厚与筒体壁厚相当或接管壁厚大于筒体壁厚时：- 在弯矩作用下，计算结果偏安全。- 在轴向力作用下，计算结果也偏小

WRC297方法：该方法的计算结果在绝大多数情况下大于有限元方法的结果

EN13445 方法：该方法的结果总是大于有限元方法的结果；在弯矩作用工况下，该方法与有限元方法的结果之比有可能大于2.0

4.管子上的膜应力

WRC107方法：该方法没有给出管子上的应力

WRC297方法：该方法的计算结果在绝大多数情况下小于有限元方法的结果

EN13445 方法：该方法的结果实际上是接管在弯矩作用下一般部位上的轴向

弯曲应力（在圆周上的任意点处，应力沿壁厚方向是均布的）：

[ 4（Mx^2+My^2）^0.5]+Fz/πde

该结果没有考虑结构不连续产生的边缘应力

5.管子上的表面应力

WRC107方法：该方法没有给出管子上的应力

WRC297方法：除非接管壁厚比壳体壁厚大很多，该方法的计算结果在绝大多数情况下总是大于有限元方法的结果

EN13445 方法：该方法没有给出（严格意义上的）管子

上的表面应力

结论：对于薄壁管结构，起控制作用的是接管上的表面应力。因此，WRC107方法和EN13445方法的结果是不可靠的，即这两种方法均不适用于薄壁管结构

接管壁厚与筒体壁厚相当时，起控制作用的是筒体上的表面应力。WRC107方法算得的表面应力与有限元方法的结果最为接近；WRC297方法和EN13445方法的计算结果都比有限元方法的结果保守

当接管壁厚大于筒体壁厚时，WRC107方法的结果可能是偏不安全的；而WRC297和EN13445方法将得到较保守的结果