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      壓力容器的合理化概析

      發布時間:2013/10/7 發布人:管理員
        壓力的分布工程中,零部件所受到的載荷可分為靜載荷和動載荷兩大類。其中,那種大小和方向隨時間在不斷地變化的動載荷又可稱為交變載荷或疲勞載荷。無論哪種載荷,其大小總是隨著時間在變化的,(所謂靜載荷,只是變化較小而已)而且各種幅值的載荷出現的概率是不同的。實際測量和分析表明,壓力容器在常規設計中按靜強度處理,它們所受到的壓力可用正態分布來描述;對于承受交變載荷的容器,大部分可用正態分布、對數正態分布來描述;而對于頻繁間歇操作的容器,則可用瑞利分布來描述。 
        缺陷分布在任何分析中,容器制造后的缺陷尺寸是一個關鍵問題,與此密切有關的是無損檢測方法在檢驗缺陷中所起的作用,它可以決定這些缺陷是否需要進行修補。因此,如果已知初始缺陷分布和缺陷檢測概率,那么在結構投入使用時,可以推導出缺陷分布概率。 
        缺陷分布中最大的問題之一,是對容器制造后的裂紋缺陷分布的評定。通常,開始幾乎沒有可以利用的數據,大部分計算似乎都是根據經驗和人們的主觀判斷進行,而這樣也完全能夠得出失效概率大小的規則。有理由認為,隨著大缺陷數量的減少會導致大量的小缺陷存在,因而在零與某一小缺陷之間存在一較高的缺陷概率,這種分布是正態分布和對數正態分布,指數分布也是可行的計算模型。 
        材料韌性分布由于有關材料韌性的實際測定數據比較缺乏,因此還沒有足夠的材料斷裂韌性數據可以用來作統計分析。對kic或裂紋張開位移等一些參數的研究,只能得到臨界裂紋尺寸的一些概念可行的方法,即積累各種條件下一切可用的數據,然后按某種方法將積累的數據分類,以找出所研究的臨界裂紋尺寸的分布規律。我們可以在控制條件下進行實驗室試驗,但根據所作的假設解釋試驗結果時,必須慎重。因此,在概率分析中必須先假設某種分布,在許多文獻的例子中<1、2>,無論是正態分布還是威布爾分布似乎都可以用來描述斷裂韌性。 
        可靠度的要求一般說來,核反應堆的可靠性必將遠遠超過常規壓力容器。ONeil和Jordan<3>根據每年容許碘-131釋放量,對核壓力容器的完整性的要求進行了討論。他們把失效分為三種類型:沒有危險性的,潛在破壞性的和災難性的,要求每容器年的災難性失效率應在10-5~10-6之間;潛在破壞性每容器年允許的事故率為10-5;沒有危險性的每容器年可接受的次數估計約在10-3~10-4之間。 
        對于常規壓力容器,失效可定義為制造期間或使用中的潛在危險或災難性事故。通過調查得到的失效概率值指標表明:容器在使用中,潛在危險和災難性事故的概率每容器年分別為10-3和10-4;而在使用之前,兩者的破壞概率都是每容器年10-4。最可能產生事故的時間是在設計壽命的前半期。 
        通過比較,可以認為,要求核壓力容器的失效率與常規壓力容器的失效率之間有10-1~10-2的差別。一般情況下,可將常規壓力容器的失效概率控制在10-3和10-4之間?煽啃苑治鲆话愕卣f,假設構件所能提供的最小強度rp確實大于可能承受的最大載荷sq,就可確保構件的安全。
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