殼壁熱斑模型及其熱應(yīng)力計(jì)算近似方法

摘要：為了探討壓力容器殼壁上熱斑類溫度梯度熱應(yīng)力問題,結(jié)合各種工程實(shí)際提出了殼體上熱斑的概念,并提出了穿透平板壁面的圓錐形、圓臺(tái)形和圓柱形幾種基本的熱斑體模型,根據(jù)等效熱流數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)了熱斑范圍的幾何尺寸。分析發(fā)現(xiàn),沿板壁面方向的熱斑半徑≥2倍平板厚度時(shí),計(jì)算模型可以忽略壁厚溫差引起的熱應(yīng)力,否則,要同時(shí)考慮壁面溫差和壁厚溫差引起的熱應(yīng)力;根據(jù)只沿著壁面方向存在局部溫差的溫度梯度分布,建立了熱斑內(nèi)等溫模型、變溫模型和斑中斑模型,推導(dǎo)了各模型的熱應(yīng)力計(jì)算式,經(jīng)比較分析后,確定了其中合理的熱應(yīng)力計(jì)算式。通過在熱斑內(nèi)逐步縮小區(qū)域范圍可以直接逼近計(jì)算斑內(nèi)微小區(qū)的熱應(yīng)力,但是其結(jié)果會(huì)低估熱應(yīng)力水平,而按熱斑整體尺寸計(jì)算的熱應(yīng)力結(jié)果更合理。