1　彈性力學基礎　001
1.1　應力狀態(tài)　001
1.1.1　應力符號規(guī)則　001
1.1.2　一點的應力狀態(tài)　001
1.1.3　應力分量坐標變換　002
1.2　基本方程　004
1.2.1　平衡方程　004
1.2.2　幾何方程與變形協調方程　006
1.2.3　物理方程　008
1.2.4　應變能及其構成　009
1.3　平面問題　010
1.3.1　平面應力問題　010
1.3.2　平面應變問題　011
1.3.3　彈性力學平面問題的解　012
1.4　小孔應力集中　013
1.4.1　小圓孔應力集中　013
1.4.2　橢圓孔應力集中　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　二連桿結構經典靜力分析　020
2.2.2　二連桿結構有限元分析　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　027
2.3　虛功原理的應用　028
2.3.1　虛位移和虛功原理　028
2.3.2　應用虛功原理推導有限元基本方程　029
2.3.3　關于位移函數　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　應力修勻　040
2.5　等參單元　040
2.5.1　一般四節(jié)點矩形單元　040
2.5.2　等參單元基本概念　041

3　關鍵受壓元件力學分析與強度設計　046
3.1　回轉薄殼應力分析　046
3.1.1　回轉薄殼的幾何結構　046
3.1.2　無力矩理論　047
3.1.3　無力矩理論的應用　049
3.2　厚壁圓筒應力分析　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　平板應力分析　065
3.3.1　概述　065
3.3.2　圓平板對稱彎曲微分方程　065
3.3.3　圓平板中的應力　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力　076
3.5　壓力容器關鍵受壓元件強度設計　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力評定　082

4　結構不連續(xù)分析　084
4.1　回轉薄殼的不連續(xù)分析　084
4.1.1　不連續(xù)效應與不連續(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構　095
4.6　局部應力與應力集中系數　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　確定局部應力的幾種工程常見方法　098

5　應力分類法　102
5.1　概述　102
5.1.1　常規(guī)設計的局限性　102
5.1.2　分析設計的基本思想　103
5.1.3　載荷和載荷組合　103
5.2　壓力容器的應力分類　104
5.2.1　應力分類　104
5.2.2　應力線性化處理　108
5.2.3　當量應力計算　110
5.3　應力評定依據　113
5.3.1　許用應力　113
5.3.2　極限分析　113
5.3.3　安定性分析　114
5.3.4　熱應力棘輪邊界　115
5.3.5　設計疲勞曲線　118
5.4　應力評定原則　124
5.5　基于失效模式的應力評定　126
5.5.1　塑性垮塌評定　126
5.5.2　局部過度應變評定　126
5.5.3　棘輪評定　126
5.5.4　疲勞評定　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　局部過度應變　140
6.3.1　評定步驟　140
6.3.2　累積損傷法　141
6.4　屈曲　142
6.4.1　屈曲失效評定方法和設計系數　142
6.4.2　屈曲失效評定步驟與流程　144
6.4.3　屈曲的有限元計算　144
6.5　疲勞　145
6.5.1　概述　145
6.5.2　循環(huán)應力-應變曲線　145
6.5.3　逐個循環(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　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　直接法計算過程　151

7　壓力容器高溫分析設計　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　高溫結構完整性評價軟件　164

附錄　壓力容器應力分析和評定工程案例　168
附錄A　熱熔鹽儲罐應力分析和蠕變-疲勞評定　168
附錄B　高壓加熱器管板應力分析和輕量化設計　173
附錄C　懸吊式塔設備應力分析和評定　181
附錄D　氧化器換熱段應力分析和評定　186
附錄E　過濾器進口閥體及管嘴組件應力分析和評定　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 分析的回流罐當量結構應力法焊縫疲勞評定　198
附錄H　粉煤放料罐疲勞分析　204
附錄I　基于應力分類法和極限載荷法的板式換熱器強度評定　209
附錄J　臥式儲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算　230

參考文獻　234