第一章 绪论

1.1疲劳断裂事故与工程断裂力学的应用

1.2在役设备现状与疲劳断裂控制的意义

1.3疲劳断裂控制设计思想

1.4设备安全诊断技术的基本思路

1.5现代压力容器安全工程学

第二章 超高压容器用钢材

2.1引言

2.2超高压容器用钢的基本性能

2.2.1化学成分

2.2.2常规力学性能

2.2.3疲劳强度

2.2.4回火脆化和时效脆化

2.2.5高温性能

2.3超高压容器用钢的生产工艺

2.3.1冶炼

2.3.2热加工

2.3.3热处理

2.4超高压容器用钢

2.4.1材料选择原则

2.4.2 30CrNiMo8钢的力学性能

2.4.3 AISI4340（40CrNi2Mo）钢的力学性能

2.4.4 G4335V钢的力学性能

2.4.5 30CrNiMo8钢与AISI4340钢、G4335V钢的对比与分析

2.5设计选材注意事项

第三章 超高压厚壁容器应力分析及强度计算

3.1厚壁圆筒应力分析

3.1.1平衡方程

3.1.2几何方程

3.1.3应力计算

3.1.4径向位移

3.1.5厚壁圆筒的温差应力

3.1.6在工作内压与温差作用下的筒壁应力

3.2厚壁圆筒的强度计算

3.2.1弹性失效准则及其强度计算式

3.2.2塑性失效准则及其强度计算式

3.2.3爆破失效准则及其强度计算式

3.3自增强技术及自增强容器的应力分析与计算

3.3.1自增强技术

3.3.2自增强处理压力的计算

3.3.3自增强压力引起的筒壁应力和应变

3.3.4部分塑性圆筒的残余应力

3.3.5完全塑性圆筒的残余应力

3.3.6自增强处理的反向屈服

3.3.7包辛格效应的影响

3.3.8最佳自增强度的选择

3.4双向幂硬化材料模型的自增强理论

3.4.1自增强理论模型建立

3.4.2实际筒体的自增强实验

3.4.3分析与结论

3.5自增强理论模型优化方法和实用软件研究

3.5.1各种模型适用性分析

3.5.2自增强优化模型及自增强技术软件开发

3.6厚壁圆筒再次自增强残余应力的计算

3.6.1再次自增强的计算

3.6.2实验数据与计算结果的比较

3.6.3结论

3.7自增强容器的设计步骤

第四章 自增强超高压厚壁管残余应力衰减规律

4.1自增强厚壁管残余应力松弛的原因、特点与机理

4.1.1残余应力松弛的原因

4.1.2残余应力松弛的特点

4.1.3残余应力松弛的机理

4.2自增强反应管残余应力松弛试验

4.2.1内压循环残余应力松弛试验

4.2.2稳态温度场残余应力松弛试验

4.2.3自增强筒在交变内压及稳态温度场共同作用下的残余应力松弛试验

4.2.4分解反应短时异常超温对自增强管残余应力损伤的影响

4.3工程上在役反应器自增强管残余应力衰减的测定实例

4.4设计注意事项

第五章 超高压容器的疲劳

5.1概述

5.1.1疲劳破坏的特点

5.1.2疲劳的分类

5.1.3交变载荷特性

5.2金属材料的疲劳特性

5.2.1金属材料的拉伸特性

5.2.2循环应力—应变下的材料特性

5.2.3循环应力—应变曲线

5.2.4无缺陷试件疲劳裂纹起因

5.3疲劳曲线

5.3.1高周疲劳曲线的基本特性——持久极限

5.3.2低周疲劳曲线的基本特性——应变疲劳

5.3.3日本超高压圆筒容器设计规则（HPIS—C—103—1989）中的疲劳曲线

5.4裂纹形成寿命的估算

5.4.1低周疲劳及应变—寿命曲线

5.4.2寿命预测的局部应力—应变法（诺伯法）

5.4.3影响低周疲劳性能的因素

5.4.4考虑平均应力影响后的疲劳寿命计算

5.4.5局部应力—应变法估算裂纹形成寿命的步骤

5.5疲劳损伤累积理论

5.5.1累积损伤的概念

5.5.2迈内尔理论

5.5.3损伤计算

5.6计算实例

5.7疲劳设计准则

5.7.1安全寿命设计

5.7.2破损—安全设计

5.7.3安全寿命设计和破损安全设计的选用

5.8设计注意事项

第六章 断裂力学在厚壁压力容器设计上的应用

6.1概述

6.2线弹性断裂力学基本原理

6.2.1应力强度因子与材料断裂韧性KIC

6.2.2对应力强度因子KI的修正

6.2.3裂纹特征尺寸及复合型裂纹的近似处理

6.2.4线弹性断裂判据

6.2.5线弹性断裂力学在压力容器上的应用

6.3厚壁圆筒内壁均布、非均布多裂缝的应力强度因子

6.3.1内表面裂缝

6.3.2 K1、K1型复合应力强度因子

6.3.3单裂缝和环向均布多裂缝的应力强度因子

6.3.4厚壁圆筒内壁多裂缝“载荷松弛”机理

6.3.5单裂缝应力强度因子（K 1）e.1的计算

6.3.6相对分布2裂缝的应力强度因子Ke.2

6.3.7环向均布多个相同纵向半椭圆形内表面裂缝应力强度因子Ke.n

6.3.8环向非均布多个不同纵向半椭圆形内表面裂缝的应力强度因子Ke.N

6.4非均布多个半椭圆形裂缝的应力强度因子计算的工程实例

6.5在役超高压容器脆性破坏的评价

6.5.1疲劳断裂过程和断裂质量控制

6.5.2裂纹亚临界疲劳扩展

6.5.3设计举例

6.6压力容器先漏后破失效分析

6.6.1欧文准则

6.6.2疲劳裂纹的扩展和断裂分析

6.7设计注意事项

第七章 断裂控制设计

7.1引言

7.2历史的回顾

7.3断裂控制设计

7.3.1工作条件和载荷的描述

7.3.2确定各因素对元件断裂或对结构破坏的影响

7.3.3确定各种设计方法对减少元件断裂或结构破坏的效能和相互关系

7.4设计注意事项

第八章 专家系统理论分析

8.1管式反应器安全损伤模式分析

8.1.1管式反应器安全损伤的特征

8.1.2安全损伤参量的特征识别

8.1.3诊断模式

8.2在役管式反应器安全诊断的理论模型

8.3安全诊断规则与事故规则推理网络

8.4专家评定导则

8.5在役超高压自增强容器安全诊断与评定专家系统

第九章 在役超高压聚乙烯反应管安全诊断的工程实例

9.1概述

9.2安全诊断要解决的问题

9.3工程实例

第十章 自增强处理工艺

10.1自增强处理技术的设计

10.1.1自增强处理的总原则

10.1.2自增强处理应考虑的主要因素

10.1.3弹塑性交界面半径的选定

10.1.4最佳应力条件下rc的计算

10.1.5自增强处理压力的计算

10.1.6自增强处理压力的校核

10.2自增强厚壁圆筒自增强度的检验与控制

10.2.1理论pa同εθ0的关系

10.2.2自增强度的检验

10.2.3自增强度的控制

10.2.4工程实例

10.2.5小结

10.3液压法自增强处理工艺

10.3.1伍德哈根厂自增强处理实例

10.3.2大庆——济源厂自增强处理实例

10.4挤扩自紧法

10.5爆炸胀压法

参考文献