JB 4732和2004版ASMEⅧ-2的疲劳设计曲线是由光滑标准试样所做的高循环疲劳时的抗疲劳持久极限并经低循环、高应变(甚至可达屈服)之间的联系导出,所以并未区分焊接件和非焊接件,在高循环疲劳试验中所施加的是对称弯曲应力,这些都和压力容器元件的实际结构(表面加工条件、尺寸、载荷类型、由于结构原因引起的应力集中等)有很大区别,所以在导出疲劳曲线后不仅引入了较大的安全系数以计及某些影响,而且还考虑了平均应力对疲劳寿命的最大影响而对曲线进行修正,在针对某具体元件的疲劳分析时还要根据元件的结构而引入应力集中系数或疲劳强度减弱系数等,然后根据元件所承受的交变应力强度幅Salt,由图11-1的对应曲线查取许用的循环次数N,以实际循环次数n≤N为满足;或取实际循环次数n=N,由疲劳设计曲线査取许用交变应力幅,以元件所承受的交变应力强度幅Salt不超过该许用交变应力幅为满足。
图11-2 疲劳设计曲线(引自EN 13445图17-4)
2007版ASMEⅧ-2除包括了2004版Ⅷ-2的疲劳设计曲线外,还增加了用于焊接件的以元件所承受交变结构应力(指元件所承受的薄膜应力和弯曲应力)范围和许用循环次数表示的疲劳设计曲线,由于在导出过程中并未计及各种影响因素的修正,所以在使用中应对元件厚度及所受平均应力等的影响进行修正。(www.xing528.com)
EN 13445的疲劳设计曲线则是直接针对压力容器元件中的非焊接件及焊接件,而且在焊接件中又是针对各种具体的接头类型,用压力容器中最常用的压力波动所导得的交变结构应力范围作出。对焊接件,只要由元件所承受的交变结构应力范围ΔσR并经厚度和温度修正后的Δσ*,由图11-2中对应的疲劳设计曲线,取Δσ*=ΔσR查取许用循环次数N,以实际循环次数n≤N为满足;或取实际循环次数n=N,由疲劳设计曲线査取许用交变结构应力范围ΔσR,以经厚度和温度修正后的实际交变结构应力范围Δσ*≤ΔσR为满足。对非焊接件,则可由元件的交变应力范围ΔσR经厚度和温度修正并乘以该元件的有效应力集中系数Kf而求得在高应力处的实际交变应力范围Δσ*后,按焊接件的同样方法,以n≤N或Δσ*≤ΔσR为满足。不论焊接件或非焊接件,在设计时都不再计及平均应力对疲劳寿命的影响。
JB 4732和ASMEⅧ-2非焊接件的疲劳设计曲线和对应的元件所承受的交变应力强度幅是以包括峰值应力在内的总应力为基础作出,ASMEⅧ-2焊接件的疲劳设计曲线和对应的元件所承受的交变应力强度范围是以元件所承受的薄膜应力和弯曲应力总应力(ASMEⅧ-2未提及其中是否包括峰值应力,并将此称为结构应力)为基础作出,而EN13445的疲劳设计曲线和对应的元件所承受的交变应力范围是以不包括峰值应力的元件所承受的薄膜应和弯曲应力(EN 13445将此称为结构应力)为基础作出的。
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