应力分类的基本出发点详解

分析设计所采用的应力分类是和目前所计及的失效模式及由板壳理论对受压元件的应力计算方法相匹配的，是针对压力容器按分析设计的应力分类的，并不是纯粹从力学理论出发所进行的分类。

1．产生应力的原因

应力是由各种机械载荷包括介质压力，容器、附件及物料自重，风、地震和雪载荷，各种附件或连接管道对容器引起的局部载荷等引起的，而不是由温差载荷（同一元件不同位置上的温度差、相互刚性连接在一起的两元件之间的温度差、不同材料连接时的温度变化等）引起的。

由机载载荷直接引起的应力都是由外载荷和内力之间的平衡关系求得的，因而载荷的增加直接导致压力容器应力或应变的增加，最后产生过量的变形直到破坏，没有自限性；而由温度载荷引起的应力，总是由变形协调关系导出，具有自限性，所以对压力容器失效的危险程度不如由机械载荷所直接引起的应力严重。

2．导出应力的方法

在机械载荷作用下，由板壳理论方法可知，在远离结构不连续处，可以由外载和内力的平衡关系导出应力，但是在压力容器的总体结构不连续处，如圆筒和封头的连接处，并不是都可以由外载和内力的平衡关系导出应力，为保持两连接件在受载后连续，还需要由变形协调条件导出边缘应力。由机械载荷和元件内力的静力平衡导出的应力和由变形协调条件导出的应力性质不同，前者并没有自限性，而后者具有自限性。由温差载荷所引起的应力总由变形协调条件导出，所以总具有自限性。(www.xing528.com)

3．应力存在区域大小

压力对圆筒或封头直接引起的应力遍布于圆筒或封头的总体地区，对壳体或接管本身所引起的局部高应力仅存在于壳体或接管的局部地区，圆筒和封头连接附近的边缘应力也仅存在于圆筒或封头连接处的局部地区。显然，遍布于压力容器或元件总体地区的应力如果达到材料的屈服强度，继续增加载荷，将导致压力容器整体范围的大变形，从而使压力容器失效；存在于压力容器局部地区的压力即使达到材料的屈服强度，也不会立即导致容器整体范围的大变形。所以，存在于压力容器整体地区的应力对压力容器失效的危险程度将大于局部地区的应力。

4．应力沿壁厚分布

沿元件壁厚方向均匀分布的薄膜应力一旦达到材料的屈服强度，则整个壁厚范围的材料都已屈服而不能再增加载荷；沿元件壁厚方向按线性分布的弯曲应力或是非线性分布的分量，即使达到材料的屈服强度，也仅意味着在元件表面屈服，继续增加载荷，仅使屈服层由表面向内层扩展，直至整个壁厚屈服，才导致压力容器失效。所以，薄膜应力对压力容器失效所构成的危险比弯曲应力、非线性应力分量更大。