应力线性化就是压力容器设计的专业术语, 专门针对于压力容器,主要是为了了解在机械结构(多数为压力容器)中,结构(或者容器壁)受到的沿某个方向的应力。其来源于板壳理论。板壳理论中,薄膜应力和弯曲应力都是平行于中面的正应力,分别沿厚度方向均匀分布和线性分布。而横剪应力沿厚度方向呈抛物线分布;它既不是薄膜应力,也不是弯曲应力。所谓的应力线性化等效原理即把应力分解成三部分,一是与合力等效的沿厚度方向均匀分布的薄膜应力;二是,与合力矩等效的沿厚度方向线性分布的弯曲应力;第三部分是合力和合力矩都为零沿厚度方向非线性分布的峰值应力。
从应用层面讲,应力线性化是针对压力容器设计的规范验算提供的一项计算功能,是按照容标委的规范设定一个应力分类线,然后对应力分类线上的应力强度分布进行应力分类,也就是按照力平衡原则将应力分解为线性成分和非线性成分,线性成分叫做局部薄膜应力强度,非线性成分叫做一次+二次应力强度,这些数据是进行压力容器设计校验做需要的规范数据。
a. 膜应力(membrane stress):沿着路径指定方向的法向所受应力的值的总和
b. 弯应力(bending stress):沿着路径指定方向结构(或容器壁)内外应力差
c. 二次应力:由于为了满足位移连续性而产生的自生应力,一般此项可得到最大值。
d. 峰值应力(Peak):沿着路径方向最大的应力值;
应力分类线的两个端点,其选择是有一定原则的,通常需要位于应力强度最大部位壁厚方向的两个端部(一个内壁点,一个外壁点),通常确定大概位置后,进行适当微调,直到分类线使得分类应力达到最大为止。