PDF2OfficeTrialVersion.后勤工程学院学报第27卷第5期JOURNALOFLOGISTICALENGINEERINGUNIVERSITY2011年9月文章编号:1672-7843(2011)05-0032-05doi:10.3969/j.issn.1672-7843.2011.05.007基于响应平面法的压力容器可靠性评定伍建林王建华王涛常向东王兴加2(1.后勤工程学院军事供油工程系，重庆401311;2.94742部队，福州350000)摘要针对压力容器制造、使用过程中各种参数的不确定性，提出了一种基于响应平面的随机分析方法。根据某压力容器的结构特点，确定性有限元分析采用了接触有限元，结合中心组合抽样设计构建了容器最大应力的响应平面，以此为基础对压力容器应力分布进行了随机分析。可靠性分析中引入应力一强度干涉模型，并分别对容器壁面和接管处进行了可靠性许定。实际的评估过程表明，该方法在充分考虑参数不确定性的前提下，保证了工程评估精度，并具有计算量小的优点。关键词压力容器;可靠性;随机有限元;响应平面法中图分类号:TH49文献标志码:ATheReliabilityEvaluationofPressureVesselBasedonResponseSurfaceMethodWUJian-lin1,WANGJian-hua1,WANGTao1,CHANGXiang-dong1,WANGXing-jia2(1.Dept.ofPetroleumSupplyEngineeri吨，LEU，ChOlAbsíractAimingattheuncertaintyofavarietyofparametersduringthepressurevesselmanufactureandapplication,randomanalysismethodbasedontheresponsesurfaceisproposed.Accordingtothestructuralfeaturesofpressurevessel,certaintyofthefi•niteelementanalysisusingcontactfiniteelementiscombinedwithcentralcompositedesigntobuildasampleofresponsesùrfaceofcontainerwiththelargeststress,whichisusedasthebasisforrandomanalysisofstressdistributionofpressurevessel.Thestress•strengthinterferencemodelisintroducedintoreliabilityanalysis,withwhichtheassessmentofreliabilityistakenonthestressdistri•butionofvesselwallandjoint.Theactualassessmentprocessindicates,intheconditionofconsideringparameteruncertainty,thattherandomanalysismethodcanensuretheaccuracyofprojectassessmentandtheadvantageofasmallamountofcalculation.Keywordspressurevessel;reliability;stochasticFEM;responsesurfacemethodVol.27No.5Sep.2011压力容器是广泛应用于油气储运、航空航天、能源动力等领域的承载构件[1]O由于其储存介质重要、承受工作压力高等特点，因此压力容器结构的可靠性对于其工作场所的安全性具有重要作用。各种压力容器的设计标准均将工作安全性作为重要因素考虑。目前的各种设计方法、分析方法多采用常规的确定性材料力学方法或确定性有限元应力一应变分析方法，并以安全系数为压力容器的结构可靠性留出相应的余量[2飞由于制造公差、使用条件不稳定以及所用材料不一致等方面的原因，压力容器的各种参数均为具有一定不确定性的随机参数，因此以不确定性的分析方法评估压力容器结构可靠性，研究其影响因素将更为合理，而各种随机有限元分析即为不确定性分析的有力工具。随机有限元方法[8]中基于MonteCarlo方法的随机有限元、随机积分有限元、Neumann随机有限元等收稿日期:2011一06-02作者简介:伍建林，男，副教授，博士，主妥从事油气储运技术研究。PDF2OfficeTrialVersion.第5期伍建林等基于响应平面法的压力容器可靠性评定33随机方法既能考虑参数的随机性，又可以充分利用已有的确定性有限算法和计算程序，因此近年来在工程中得到了一定的应用[9叫。但是由于这些方法均涉及多次随机抽样分析过程，其计算量不可避免都比较大，尤其是对三维构件进行分析更是如此，极大地影响了随机有限元方法的应用。本文以某压力容器的确定性有限元模型和中心组合抽样为基础，构建了分析压力容器在随机工作压力作用下最大应力的响应平面，利用响应平面结合MonteCarlo方法模拟进行随机分析，再利用应力一强度干涉模型，分别评定了容器壁面和接管处的可靠性，进而给出了压力容器工作器件的整体可靠性。1压力容器有限元模型由于本文采用的响应平面法仍然是以确定性有限元为基础的一种随机分析方法，因此本文首先建立某压力容...