ASME Ⅷ-2中结构应力计算方法由来.pdf

第 43卷 第 1期 石 油 化 工 设 备 Vo1．43 No．1 2014年 1月 PETRO—CHEMICALEQUIPMENT Jan．2014 文章编号 ：1000—7466(2014)01—0040—05 ASMEⅧ一2中结构应力计算方法的由来 沈 鏊 (惠生工程 (中国)有限公司，上海 201203) 摘要：ASMEⅧ一2(2007版)针对焊接件的疲劳寿命给 出了一个全新的评定方法——基于结构应 力的疲劳评定方法，并 已被证实具有 良好的网格不敏感性，特别适合焊接件焊趾处的疲劳寿命评 定。从结构应力的定义出发 ，推导了结构应力的计算步骤 ，阐述 了规范中公式的由来，并指 出了结 构应力法网格不敏感性的理论依据 。 关键词 ：结构应力；疲劳；网格不敏感；有限元法 中图分类号：TQO5O．2；TB115．2 文献标志码 ：A doi：10．3969／j．issn．1000—7466．2014．01．011 OriginofCalculationMethodofStructuralStressinASMEⅧ一2 SHENJun (W isonEngineeringCo．Ltd．，Shanghai201203，China) Abstract：A new fatigueevaluationmethodbasedonstructuralstresswasprovidedbyASME Ⅷ一2(2O07Edition)．Ithasbeenprovedthatthismethodwasmesh—insensitiveandespeciallyfit forfatiguelireevaluationofweldtoeofweldments．From thedefinitionofstructuralstress，this paperdeducedcalculationprocedureofstructuralstress，presentedtheorigin offormulasinthe codeandpointedoutthetheoreticalfoundationofmesh—insensitivity． Keywords：structuralstress；fatigue；mesh—insensitive；finiteelementmethod 压力容器结构 中广泛采用焊接结构 。在焊接 关于该法的论文_5 及介绍或应用该法的相关文献 结构中，疲劳失效主要发生存焊接接头处。对焊接 [7—11]详细介绍了该法的各个方面，但均未给出广 件疲劳寿命的评估是压力容器长期安全使用的一个 义节点力计算结构应力的推导过程。 重要保证。ASMEⅧ一2(下文也称规范)针对焊接 文中将详细阐述其由来，以便工程实践中更好 件的疲劳寿命给出一个全新的评定方法——基于结 地应用该疲劳评定新方法 。 构应力 的疲劳评定方法口铷。 1 结构应力 文献 [1-3]中的结构应 力法源 自华裔学者 DongP及其团队的研究成果——Battelle结构应力 结构应力的定义为薄膜应力和弯曲应力中与假 法 ，经过修正后 引入 。文献[1～3]附录 A 中也提及 想裂纹平面相垂直 的应力分量，由薄膜应力分量和 基于节点力 的结构应力法实际上 引 自DongP拟写 弯曲应力分量组成，该应力参量与疲劳寿命数据相 的WRC474公报I4]。结构应力法具有很多优点， 关联。 但其相比以往的各种疲劳评定方法，一个最显著的 一 个焊趾处穿越厚度方向的局部应力分布示意 优点是采用有限元法时对网格不敏感