基本信息
化工容器設計（第三版）
作者：王志文、蔡仁良 編著
叢書名：高等學校教材
出版日期：2005年8月
書號：7-5025-7168-X
開本：16
裝幀：平
版次：3版9次
頁數：288頁
內容簡介
我國自20世紀50年代初設立化工設備與機械專業，已有四十多年的歷史。在我國化學工業及相關工業的建設中起了重要作用。然而，多年來這個專業一直存在著教學負擔過重的問題，而且隨著近代技術的發展，新增的內容越來越多，反而影響了學生能力的培養，這就需要我們按照正確的教育思想，改革教學內容與教學方法，以面向企業為主，著重培養學生理論聯繫實際，解決工程實際問題的能力。教材建設是其中一個重要環節。
化工容器設計一直是化工設備與機械類專業人才的一項基本功。壓力容器技術是一門綜合性的技術科學，它涉及到力學、材料學、製造工藝學等許多方面，包括這些學科的基礎理論問題。我們認為，在講授化工容器設計這門課時，應當著重在“綜合”方面，利用學生已有的基礎知識和技術基礎知識，引導學生學會如何全面考慮、分析和解決工程實際問題。
本教材以介紹化工容器的工程設計方法為主要內容。化工容器設計應以安全為前提，綜合考慮質量保證的各個方面，並儘可能做到經濟合理。我們的目標是使學生在學完本課程以後能初步建立起完整的容器設計思想。
本教材的編寫以化工容器的工程設計方法為主線，結合這條主線來闡述有關的容器應力分析理論。本教材的重點放在按規範設計與中低壓容器設計，這不僅是為了更好地符合學生畢業後的工作實際，也是為了打好基礎。同時，為了學生今後能力的發展，並能適應21世紀初的技術發展，也適當介紹高壓容器以及諸如分析設計、疲勞設計、防脆斷設計等壓力容器設計新理論新方法等新技術進展以及計算機輔助設計方面的進展。
本教材的另一個特點是加強了壓力容器總體設計的概念。在闡述了容器的主要零部件之後，從如何組成一個完整的容器的角度，引入了局部應力、支座、開孔以及結構設計等問題的處理。這是一個新的嘗試。
本教材的第一版於1989年完稿，經各校多年使用，對本教材給予了熱情肯定，並於1996年獲化工部優秀教材一等獎。這期間各方面也提出了寶貴意見，同時一些規範也發生了變化。在此基礎上又於1997年初完成了修訂，形成了第二版。本書得到上海市教育委員會的資助。按上海市教委高教辦公室“關於上海普通高校‘九五’重點教材編寫出版的若干具體規定”的要求，在本書封、扉、著作權頁上均署“上海市教育委員會組織編寫”。
目錄
第一章化工容器設計概論1
第一節緒言1
一、化工容器的套用及地位1
二、化工容器設計的基本要求1
第二節化工容器的材料2
一、壓力容器用鋼的基本類型3
二、對壓力容器用鋼的基本要求7
第三節壓力容器的質量保證10
一、設計11
二、材料11
三、製造與製造過程中的檢驗12
四、在役檢驗與監控13
第四節壓力容器的失效、設計準則及主要規範14
一、壓力容器的失效與設計準則14
二、壓力容器規範介紹15
第二章中低壓容器的規則設計22
第一節容器殼體的應力分析22
一、概述22
二、迴轉殼體的無力矩理論23
三、圓柱殼軸對稱問題的有力矩理論34
四、壓力容器的不連續分析39
第二節圓平板中的應力47
一、概述47
二、圓板軸對稱彎曲的基本方程47
三、均布載荷下的圓板中的應力51
四、軸對稱載荷下環形板中的應力54
五、帶平封頭圓筒的不連續分析59
第三節內壓薄壁容器的設計計算62
一、引言62
二、圓筒和球殼的設計計算63
三、設計參數的規定64
四、壓力試驗67
五、封頭的設計計算68
第四節法蘭76
一、引言76
二、公稱通徑、公稱壓力、法蘭標準及其套用77
三、法蘭的結構類型與套用場合79
四、墊片結構類型和套用場合80
五、螺栓及其選用82
六、法蘭設計83
七、國外法蘭設計方法的新動態96
習題97
第三章壓力容器的整體設計問題99
第一節容器設計中的整體設計問題概述99
一、容器的整體結構分析及局部應力問題99
二、容器設計中的結構設計問題101
第二節開孔及補強設計101
一、開孔應力集中及應力集中係數101
二、開孔補強設計的要求106
三、等面積補強計算109
第三節臥式容器支座設計110
一、鞍座結構及載荷分析110
二、筒體的應力計算與校核116
第四節局部應力計算124
一、引言124
二、球殼和圓柱殼局部應力的計算124
第五節容器設計中的結構設計問題135
一、容器的結構設計問題分析135
二、容器的焊接結構設計138
三、對焊縫安全性的綜合分析145
習題147
第四章外壓容器設計148
第一節概述148
一、外壓容器的穩定性148
二、穩定性問題的基本概念148
第二節外壓薄壁圓筒的穩定性計算151
一、受側向均布外壓力的長圓筒的臨界壓力151
二、受均布側向外壓短圓筒的臨界壓力153
三、軸向受壓圓筒的臨界應力155
四、非彈性失穩的工程計算156
第三節外壓圓筒的設計計算156
一、圖算法的原理156
二、圖算法的計算步驟160
三、有關設計參數的規定162
四、加強圈的設計計算163
第四節外壓封頭和法蘭計算164
一、外壓凸形封頭165
二、外壓錐形封頭166
三、外壓法蘭的計算169
習題170
第五章高壓及超高壓容器設計171
第一節概述171
一、高壓容器的套用171
二、高壓容器的結構特點171
三、高壓容器的材料172
第二節高壓容器筒體的結構與強度設計174
一、高壓筒體的結構型式及設計選型174
二、厚壁圓筒的彈性應力分析178
三、高壓筒體的失效及強度計算185
第三節高壓容器的密封結構與設計計算190
一、高壓密封的結構形式190
二、主要密封結構的設計計算196
第四節高壓容器的主要零部件設計199
一、高壓螺栓設計199
二、高壓平蓋的設計計算200
三、高壓筒體端部的設計202
四、高壓容器的開孔補強204
第五節超高壓容器205
一、厚壁筒的彈塑性應力分析206
二、超高壓容器的自增強處理209
三、超高壓容器的材料212
習題215
第六章化工容器設計技術進展216
第一節近代化工容器設計技術進展概述216
一、容器的失效模式216
二、化工容器的設計準則發展219
三、容器設計規範的主要進展221
四、近代設計方法的套用222
第二節化工容器的應力分析設計223
一、分析設計法概述223
二、容器的應力分類225
三、分析設計法對各類應力強度的限制229
四、應力分析設計的程式及套用235
第三節容器的疲勞設計238
一、容器的低循環疲勞破壞238
二、低循環設計疲勞曲線的確定方法239
三、疲勞設計曲線的平均應力影響修正240
四、容器疲勞設計中的應力分析245
五、疲勞強度減弱係數247
六、變幅載荷與疲勞積累損傷248
七、對疲勞設計有關規程的說明248
第四節容器的防脆斷設計及缺陷評定250
一、容器的低應力脆斷問題250
二、斷裂力學的基本理論251
三、壓力容器的防脆斷設計方法257
四、在役容器的缺陷評定258
第五節化工容器的高溫蠕變264
一、金屬材料的高溫蠕變264
二、化工容器的高溫設計266
三、高溫壓力容器的殘餘壽命267
第六節化工低溫壓力容器269
一、低溫容器的材料選用269
二、低溫容器設計、製造中需注意的問題271
附錄273
一、鋼製壓力容器材料的許用應力(GB 150—1998)273
二、常用單位的換算283
參考文獻284
