对各标准的对照及评述简析

1.关于厚、薄壁圆筒的分界线规定

对于外压薄壁圆筒，失稳失效总是发生在因压缩引起的屈服（即强度失效）之前，所以总是根据失稳失效设计；对于厚壁圆筒，在压缩应力达屈服强度以前不会发生失稳，所以并非根据失稳失效而是根据因压缩而引起的强度失效设计。在求取材料的屈服强度时，ASME规范已说明应取厚度计算图（见图4-5）右端点B值的2倍，由于ASME规范的厚度计算图实际上是按作出，说明在2B时，即达材料屈服强度时的A值（圆筒受压缩时的周向应变值）已是达屈服时的周向应变值，由图4-1，对各种不同的材料，和此A值相对应的D_o/t值大致为10。所以ASMEⅧ-1规定，在D_o/t≥10时，按稳定性原理设计；在D_ot＜10时，按强度原理设计。EN 13445对外压元件设计的原理和ASMEⅧ-1相同，只是在区分材料所处的线性弹性、非线性弹性和进入屈服时采用了不同的表示方法，ASMEⅧ-1采用材料的拉伸曲线（即图4-5表示），而EN 13445采用了图4-6由P_m/P_y确定P_r/P_y的关系表示，图4-6的水平线部分表示P_r/P_y已不随P_m/P_y而变，即指已进入屈服，此时其失效压力P_r仅和材料的屈服强度有关，因而和查取失稳时的周向应变ε（即图4-1中的A值）时和图4-1完全相同的算图中（即EN13445-3的图8.5-3），仅作出了2R/e_a=1000～10的曲线，不再作出2R/e_a＜10的曲线，即指届时失效压力P_r仅和材料的屈服强度有关。GB 150的外压元件设计方法实际上都由ASMEⅧ-1引来，其厚、薄壁圆筒的分界线在1989年版中也取D_o/δ_e=10，但在1998年版却提出：“实施中发现用D_o/δ_e＜10计算厚壁圆筒极其保守，且此时已无稳定失效问题”而修改为以D_o/δ_e=20划界。实际上，在D_o/δ_e=20～10范围内的外压圆筒仍是失稳失效，仍应划为薄壁圆筒。

2.关于材料的屈服强度

在厚壁圆筒的设计中，不论是GB 150的式（4-4）或ASMEⅧ-1的式（4-4）A，都需要用到材料的屈服强度，此值应根据材料的厚度计算图，即GB 150的图4-2或ASMEⅧ-1的图4-5查取。所以ASMEⅧ-1规定取该图右端点B值的2倍即为材料的屈服强度，根据GB 150图4-2的关系，按理也应规定取该图右端点B值的1.5倍即为材料的屈服强度，但GB 150未予说明此点，如用户从标准的附录F查取，则可能和图4-2所得值不相吻合，而导致在失稳失效转为压缩强度失效时的不相衔接。此问题和1.互有联系，即ASMEⅧ-1明确在图4-5或图4-2右端点处材料进入屈服，与之对应旳的D_o/t约为10，即以此作为薄壁与厚壁的分界；而GB 150并未认为图4-5或图4-2右端点处材料进入屈服，所以不把D_o/t约为10作为分界，而是以D_o/t约为20作为分界，也就是把材料的屈服点由算图中的右端点向左移。D_o/t为10～20即处于弹性状态的薄壁圆筒，应按失稳失效设计，而GB 150却采用按强度失效的厚壁圆筒进行设计，对于D_o/t值在10～20的圆筒设计，在某些情况下（例如，设计时如因不满足厚壁公式要求，按强度失效原理而改为采用较高强度材料而使之可满足厚壁公式要求，但实际上却仍是失稳失效，提高材料强度并不能提高其失效压力）可能会引起问题。(www.xing528.com)

3.关于GB 150图6-2（即本书图4-1）的图题

对于轴向许用压缩应力，GB 150也参照ASMEⅧ-1，由式（4-5）和式（4-5）A的A值表示式可见，A值仅和圆筒直径和厚度有关，和圆筒长度无关，可用该二式直接计算而不必查图。但GB 150图6-2（即本书图4-1）的图题却表示为“外压或轴向受压圆筒几何参数计算图”，使用户误认为受轴向压缩的圆筒也要按此图查取A值。其实ASMEⅧ-1对此图图题的原意是“外压或压缩载荷下圆筒几何参数计算图”，即指圆筒所受载荷可以是外压或压缩，并无轴向受压之意。