- ASME Ⅷ壓力容器規范分析(第二版)
- 丁伯民
- 986字
- 2020-04-24 11:47:28
1.6 關于計算機和有限元的使用,設計用線算圖和曲線擬合公式
ASME規范剛制定時,并無計算機。到1968年制定ASME Ⅷ-2時,有限元技術也遠未發展到目前的水平,所以當時并未提及是否可以采用計算機和有限元進行設計的問題。從1995年版起,鑒于設計人員對計算機和有限元的使用日益廣泛,而對規范的強制性要求公式,存在一個按計算軟件所得結果和手算所得結果有時可能會略有差異而引起爭議的問題;更鑒于按Ⅷ-2設計時,對那些規范并未列出計算公式的組件,不采用如有限元等數值計算方法就無法設計,所以,規范在各冊的前言中就寫明:委員會認為設計和分析所用的工具及方法是隨著技術進步而進步的,希望工程師們在應用這些工具時做出可靠的判斷。設計師的責任是遵守規范的規則,當規范公式是強制性時,應按照規范公式進行計算。規范既不要求,也不禁止使用計算機對按規范要求建造的部件進行分析或設計。但是,提請采用計算機程序進行設計和分析的設計師及工程師們注意的是,他們要對所采用的程序中固有的一切技術上的假定負責,且要對設計上使用這些程序負責。
由上面的陳述可見,是否可以采用計算機,應由設計人員自己判斷和決定,規范不作肯定或否定,且并不對此可能引起的爭議負責。
筆者獲悉,在向ASME標準委員會申請規范標志和授權證書中,對設計計算部分的考試,往往只能采用手算而不允許采用計算軟件計算。對這一點其實很好理解,只有通過手算結果,才能判別設計人員對規范公式的理解和掌握程度,由軟件所得計算結果很難達到這種效果。對照國內的慣例,都采用有關部門認可的計算軟件進行設計計算,在某些情況下確難發現問題,也很難提高設計人員對規范、標準的理解水平。
上面的陳述當然也適用于改寫后的ASME Ⅷ-2中按規則設計的部分,但在按分析設計的部分,實際上都需要由數值解(主要是有限元)求解,所以上面的陳述恐并不針對這一部分。
改寫后的ASME Ⅷ-2中按規則設計部分雖然其內容和Ⅷ-1基本相同,但是涉及計算公式中的某些系數,Ⅷ-1基本上直接列出或提供曲線由用戶查找,這樣用戶對某些數據隨設計參數而變的關系一目了然,且對采用手算比較方便;而Ⅷ-2為適應現代化的設計,為便于編寫計算軟件,所以對這類系數大多以曲線擬合公式的形式表示,方便了編程,但不方便手算和分析結構尺寸對計算結果的變化趨勢。2017年版對以光滑試桿為基礎的疲勞設計曲線補充了以線圖表示的曲線。
2011年版的GB 150對計算機的使用,列入了和ASME規范同樣的說明內容。