注：本篇上部份体例曾经发过，这次对上部份体例略有批改，故连系下部份体例一同发送。本文乃自己的一些进修归纳，倘有失当之处请多多斧正，触及的部份体例观念性较强，文中也没有做过量说明，有意思的读者也许自行拓展一下。

1.压力容器保守打算法子与剖析打算法子

压力容器应力分类的观念是跟着剖析打算法子的提议而造成的。保守打算法子没有对应力实行详细分类，而是从基础的薄膜应力登程，经过浅显的盘算和对机关、创造工艺、利用运转等的逼迫规矩以及利用阅历的归纳来掩护配置的平安性。理论上在压力容器受压元件及其承压零部件中，除了介质压力引发的薄膜应力外，还存在着由于畛域效应（如开孔接受、筒体与封头相连等其余曲率不络续部位）引发的个别应力，以及由于热胀冷缩变形遭到束缚（如管壳式换热器等）引发的温差应力等，这些不同的应力对机关的影响是不相同的。剖析打算法子是确立在塑性理论和板壳理论之上的一种新的压力容器打算法子，其重心是将压力容器中的各样应力加以分类，依照各样应力对容器平安性的影响程度，离别规矩不同的平安系数，以保证打算产物的平安性和经济性。

值得讲解的是，尽管剖析打算的法子具备更周密的科学性，然而在工程运用中还需思索其繁杂性和经济性，普遍关于高参数、急迫配置或机关繁杂必定借助剖析打算的配置才采纳剖析打算的法子。关于大批的惯例压力容器来讲，长时间练习表明采纳浅显易行的保守打算法子齐备也许知足其平安请求。

2.压力容器应力分类

2.1应力分类的根据

就应力的领域而言，可分为整体应力平个别应力；遵照沿壁厚散布环境也许分为平均散布（薄膜应力）、线性散布（曲折应力）和非线性散布的应力；按其性质也许分为一次应力、二次应力和峰值应力，这些应力经常又彼此交织包罗。

2.2一次应力（P-primarystress）

一次应力是由外加死板载荷影响而造成的正应力或剪应力，必定知足外载荷与内力的均衡干系，即知足力与力矩的均衡方程式，无自限性，一次应力的基础特性是当它超出材料的降服极限时将使受压元件集体产生降服，应力不从头散布，始终到集体摧残。一次应力又可分为下列几种：

2.2.1一次整体薄膜应力（Pm-generalprimarymembrancestress）

一次整体薄膜应力是指影响领域遍布全部机关的一次薄膜应力，由于内压而在圆筒形或球形壳体中造成的薄膜应力即属于此。

2.2.2一次曲折应力（Pb-primarybendingstress）

一次曲折应力是均衡压力或其余死板载荷所引发的沿厚度线性散布的应力，譬喻由于内压的影响在平板盖核心部份造成的曲折应力，许可比一次整体薄膜应力具备较高的许用应力。

2.2.3一次个别薄膜应力（Pl-primarylocalmembrancestress）

一次个别薄膜应力是指由于内压或死板载荷在容器个别领域内所引发的薄膜应力，其应力程度大于一次整体薄膜应力，但只限于个别地区（沿经线方位延长间隔不大于（Rt）0.5，应力强度超出1.1Sm的地区—R为第二曲率半径，t为壁厚，Sm为材料的打算应力强度值），譬喻在容器支座处由于力和力矩造成的薄膜应力。由于这类应力的个别性，是以也许可比一次整体薄膜应力具备较高的许用应力。

2.3二次应力（Q-secondarystress）

二次应力是由于容器部件的自己束缚或相邻部件的束缚而造成的正应力和剪应力，它必定知足变形调解的前提，具备自限性，即政府部领域内的材料造成降服或少质变形，相邻部份间的束缚便获得和气，使变形趋势调解，不再连续进展，因此应力主动束缚在必定的领域内，唯有此二次应力与其余应力叠加后小于规矩值，容器便处于平安状况。

2.4峰值应力（F-peakstress）

峰值应力是指由载荷也许几许形态的渐变，接受根部、小的圆角半径或小孔边沿等处引发的应力聚集，其基础特性是在此应力影响下，机关不会造成显著的变形，普遍同时具备自限性平个别性，仅是疲惫摧残或脆性断裂的或者来源。峰值应力可依照必定的轮回次数束缚按疲惫弧线求得许用应力幅Sa的领域内。

在实行应力分类时，咱们既应遵守应力分类的准绳，又必定思索法子的可行性。譬喻在接受与壳体等相连部位，由于孔的存在，在上述一次个别薄膜应力中的确存在应力聚集表象。但由于没法再将其辨别，故从保守的角度，将其合并为一次个别薄膜应力在工程运用中是可行也是须要的。压力容器剖析打算时详细的应力分类详见JB第5、6章，典范机关的应力分类下列图所示。

3.对各样应力的束缚

依照剖析打算原则JB，一次整体薄膜应力Pm≤KSm，一次个别薄膜应力Pl≤1.5KSm，一次薄膜+一次曲折应力Pb≤1.5KSm，一次应力+二次应力≤3Sm，（思索疲惫时）峰值应力≤Sa。此中Sm是打算应力强度，K是载荷组合系数，Sa是疲惫许用应力幅，从疲惫S-N弧线查得，。

4.ANSYS应力线性化简述

应力线性化是经过等效线性化旨趣处置应力的进程，其宗旨主假如针对有限元盘算的应力完毕实行分类和评定，其基础心思来自材料力学和板壳理论中薄膜应力和曲折应力沿截面平均散布和线性及非线性散布的峰值应力理论。所谓等效线性化，即是把盘算应力散布弧线依照静力等效旨趣实行线性化处置，将应力分红两个部份：与协力等效的沿截面厚度（或应力分类线）平均散布的薄膜应力以及与协力矩等效的沿截面厚度（或应力分类线）线性散布的曲折应力。干系旨趣和理论的详细体例在此不做详细叙述。在ANSYS软件中，不能直接获得应力沿途径散布的公式，而是经过度段数值积分（47个插值点，48均分）的法子求得各项应力值，并把完毕暗射到途径上。在ANSYS中实行应力分类评守时，首先须要在评定处（每每为危险截面）采取穿过容器壁厚的途径，尔后将有限元盘算获得的各样应力分解为薄膜应力/曲折应力和峰值应力（总应力减去薄膜应力和曲折应力），再求取应力强度，按不同的应力束缚实行评定。

5.实例剖析

在压力容器中，应力线性化处置每每是针对存在曲折应力/二次应力等环境的部位，如压力容器开孔接受、筒体与封头相连等曲率不络续部位等。本文以筒体与半球形封头过渡区机关为例，接以前一篇《球形封头与筒体相连区的应力剖析》，连续实行应力线性化处置。

5.1题目形色

某高压空气缓冲罐，打算压力23.5MPa，打算温度℃，筒体内半径mm，封头内半径mm，采纳半球形封头与筒体过渡机关下列图，过渡段长度mm，封头与筒体成形后最小厚度离别为60mm和mm，侵蚀裕量2mm，材料QR。试对该高压容器筒体与封头过渡段地区实行应力剖析并做应力线性化处置。

5.2题目剖析

取筒体长度宏壮于边沿应力的衰减长度，确立全实体模子实行有限元剖析，疏忽焊缝的影响。由于结媾和载荷的对称性，也可采纳2D剖析范例。

5.3应力线性化处置

基础思绪：首先，经过配置VonMises等效应力后处置显示应力云图，尔后搜索所剖析部位的高应力区，再在应力最大值相近配置贯串壁厚的途径，微调途径以博得最大应力值。本例由于结媾和载荷的对称性，配置途径时，环向场所可取随意点处。

注：VonMises是一种降服原则,它遵守材料力学第四强度理论(形态改观比能理论)，合用于大普遍塑性材料，这一理论以为形态改观比能是引发材料降服摧残的紧要成分。降服原则的值咱们每每叫等效应力，Ansys后处置中VonMisesStress咱们习惯称Mises等效应力，它用应力等值线来示意模子内部的应力散布环境，它也许明确地形色出一种完毕在全部模子中的改观，进而使剖析人员也许快速的确定模子中的最危险地区。普遍以为当Mises应力到达降服应力值，材料降服。

5.3.1筒体

经过确立个别坐标系，沿X轴穿过壁厚造成在壁厚上的途径，下列图所示。

5.3.2封头

经过在表里壁上采取坐标点并使坐标点合并到网格单位节点上（snaptomeshnodes）确立途径，下列图所示。

5.3.3过渡段

经过确立个别坐标系，沿X轴穿过壁厚造成在壁厚上的途径，下列图所示。

值得留神的是，ANSYS只可把应力依照平均应力、线性化应力和非线性化应力来辨别薄膜应力（Membrane）/曲折应力（Bending）和峰值应力（Peak），而不能分出整体薄膜应力平个别薄膜应力，一次应力仍旧二次应力。如需详细辨别，就须要依照详细机关按JB或ASMEVIII-2的原则去决断。在本例中，筒体/封头部份为整体薄膜应力Pm，其薄膜应力值离别为.05Mpa和.21MPa；过渡段与封头过渡处为个别薄膜应力PL，其薄膜应力值为.43MPa。同时还可对一次薄膜+一次曲折应力Pb，一次应力+二次应力，峰值应力这几项按前述第3节实行校核，完毕显示均适合强度请求。

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