壓力容器設計中的應力分類

壓力容器的應力主要有一次應力、二次應力、峰值應力和局部應力等。

(1)一次應力是由外載引起的正應力和切應力，又稱為基本應力。外載包括容器及其附件的自重，內壓和外壓、外力（風載荷、地震載荷）和外力矩（接管力矩）等。

一次應力的特征是能滿足外力、內力和彎矩的平衡要求，即容器在載荷作用下，為保持容器各部分平衡所需要的力。它不能靠本身達到的屈服極限來限制其大小，具有非自限性。若一次應力超過材料的屈服極限，則其破壞的阻止完全由應變硬化性能所決定。

(2)二次應力是指由于相鄰部件的約束或結構本身的約束所引起的應力，或者具體地說，是指容器在外載作用下不同變形部分連接處為滿足位移連續條件而引起的局部的附加薄膜應力和彎曲應力。

二次應力的一個特征是，它是滿足變形協調條件所引起的應力，組成了自相平衡的力素；另一個特征是，它分布的區域比一次應力小，具有局部性質。由于具有這兩個特點，二次應力的應力強度達到屈服極限，即發生塑性變形時，只會引起容器局部區域屈服，與此相鄰的區域仍呈彈性狀態，容器不至于因此而立即破壞。其次，二次應力是由于變形受到某種限制而引起的，因此當應力達到屈服極限而發生屈服時，變形變得比較自由，所受的限制也就大大地減小，屈服后，不僅不會斷續增加，還會有一定程度的緩和。

(3)峰值應力是指扣除薄膜應力和彎曲應力（包括一次應力和二次應力）后，沿壁厚成非線性分布的應力稱為峰值應力。峰值應力發生在小半徑過渡圓角、局部未焊透處的應力增值。

峰值應力的特性是分布區域很小，沒有明顯變形，可能成為疲勞破壞（低循環疲勞）和脆性變形的起源。

屬于峰值應力的有殼體與接管連接處（內過渡圓角或過渡圓角）應力集中區最大應力沿壁厚均勻分布部分和成線性分布部分的應力。

(4)壓力容器的壁厚是根據它所承受的內壓力或外壓力值確定的。當容器接管或其他配件受局部外力作用時，在容器殼體上必然產生局部應力。其次，容器支座是靠與它接觸的殼體支承著整個容器的，容器本身重量及內存介質的重量通過支座反作用于容器殼體上，于是就產生很大的局部應力，因型容器，特別是大型儲罐時，必須考慮這種局部應力的影響。

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