压力容器设计中的应力分类

压力容器的应力主要有一次应力、二次应力、峰值应力和局部应力等。

(1)一次应力是由外载引起的正应力和切应力，又称为基本应力。外载包括容器及其附件的自重，内压和外压、外力（风载荷、地震载荷）和外力矩（接管力矩）等。

一次应力的特征是能满足外力、内力和弯矩的平衡要求，即容器在载荷作用下，为保持容器各部分平衡所需要的力。它不能靠本身达到的屈服极限来限制其大小，具有非自限性。若一次应力超过材料的屈服极限，则其破坏的阻止完全由应变硬化性能所决定。

(2)二次应力是指由于相邻部件的约束或结构本身的约束所引起的应力，或者具体地说，是指容器在外载作用下不同变形部分连接处为满足位移连续条件而引起的局部的附加薄膜应力和弯曲应力。

二次应力的一个特征是，它是满足变形协调条件所引起的应力，组成了自相平衡的力素；另一个特征是，它分布的区域比一次应力小，具有局部性质。由于具有这两个特点，二次应力的应力强度达到屈服极限，即发生塑性变形时，只会引起容器局部区域屈服，与此相邻的区域仍呈弹性状态，容器不至于因此而立即破坏。其次，二次应力是由于变形受到某种限制而引起的，因此当应力达到屈服极限而发生屈服时，变形变得比较自由，所受的限制也就大大地减小，屈服后，不仅不会断续增加，还会有一定程度的缓和。

(3)峰值应力是指扣除薄膜应力和弯曲应力（包括一次应力和二次应力）后，沿壁厚成非线性分布的应力称为峰值应力。峰值应力发生在小半径过渡圆角、局部未焊透处的应力增值。

峰值应力的特性是分布区域很小，没有明显变形，可能成为疲劳破坏（低循环疲劳）和脆性变形的起源。

属于峰值应力的有壳体与接管连接处（内过渡圆角或过渡圆角）应力集中区最大应力沿壁厚均匀分布部分和成线性分布部分的应力。

(4)压力容器的壁厚是根据它所承受的内压力或外压力值确定的。当容器接管或其他配件受局部外力作用时，在容器壳体上必然产生局部应力。其次，容器支座是靠与它接触的壳体支承着整个容器的，容器本身重量及内存介质的重量通过支座反作用于容器壳体上，于是就产生很大的局部应力，因此在设计大型容器，特别是大型储罐时，必须考虑这种局部应力的影响。