壓力容器中的應(yīng)力計(jì)算

關(guān)于壓力容器中的應(yīng)力計(jì)算第七章壓力容器中的

薄膜應(yīng)力與彎曲應(yīng)力

§7-1回轉(zhuǎn)殼體中的薄膜應(yīng)力§7-2圓形平板承受均布載荷時(shí)的彎曲應(yīng)力§7-3邊界區(qū)內(nèi)的二次應(yīng)力§7-4強(qiáng)度條件第2頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天§7-1回轉(zhuǎn)殼體中的薄膜應(yīng)力一、容器殼體的幾何特點(diǎn)⒈什么是容器？⒉容器的幾何特點(diǎn)二、回轉(zhuǎn)殼體中的拉伸應(yīng)力㈠圓筒形殼體上的薄膜應(yīng)力㈡圓球形殼體上的薄膜應(yīng)力㈢橢球形殼體上的薄膜應(yīng)力㈣圓錐形殼體中的薄膜應(yīng)力第3頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天⒈什么是容器？化工廠中有各式各樣的設(shè)備，比如各種貯罐、計(jì)量罐、高位槽等，主要用來貯存物料，我們通常把這些設(shè)備叫做容器。第4頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天鈦制脫氯塔吸收塔第5頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天還有一些設(shè)備，有的進(jìn)行物理過程，例如換熱器、蒸餾塔、過濾器；有的進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，例如反應(yīng)釜、合成爐。這些設(shè)備雖然尺寸大小不一，形狀結(jié)構(gòu)不同，內(nèi)部構(gòu)件多種多樣，但是它們都有一個(gè)外殼，這個(gè)外殼也叫做容器。因此，容器是化工生產(chǎn)所用各種設(shè)備外部殼體的總稱。第6頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天容器一般是由筒體、封頭、法蘭、支座、接管及人孔（手孔）等元件組成，如下圖所示。筒體和封頭是容器的主體。容器的結(jié)構(gòu)第7頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天⒉容器的幾何特點(diǎn)⑴回轉(zhuǎn)曲面的形成以任何直線或平面曲線為母線，繞其同平面內(nèi)的軸線（回轉(zhuǎn)軸)旋轉(zhuǎn)一周后形成的曲面，稱為回轉(zhuǎn)曲面?；剞D(zhuǎn)曲面的形成，例如（1，2，3，4）⑵回轉(zhuǎn)殼體的定義與實(shí)例就曲面而言不具有厚度，就殼體來說，則有壁厚，有了壁厚也就有了內(nèi)表面和外表面之區(qū)分。居內(nèi)、外表面之間，且與內(nèi)外表面等距離的面為中間面，以回轉(zhuǎn)曲面為中間面的殼體就是回轉(zhuǎn)殼體。第8頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天⑶回轉(zhuǎn)殼體的縱截面與錐截面①縱截面用過殼體上的某點(diǎn)和回轉(zhuǎn)軸截開殼體得到的截面稱作殼體的縱截面。（P158圖7-3b）顯然回轉(zhuǎn)殼體上所有的縱截面都是一樣的。②錐截面用過殼體上的某點(diǎn)并與回轉(zhuǎn)殼體內(nèi)表面正交的倒錐面截開殼體得到的截面稱作殼體的錐截面。（P158圖7-3d）錐截面不但與縱截面是正交的，而且與殼體的內(nèi)表面也是正交的。③橫截面如果用垂直于回轉(zhuǎn)軸的平面截開殼體，則得到的是殼體的橫截面。第9頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天縱截面錐截面錐截面第10頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、回轉(zhuǎn)殼體中的拉伸應(yīng)力回轉(zhuǎn)殼體在其內(nèi)表面受到介質(zhì)均勻的內(nèi)壓作用P時(shí)（如果介質(zhì)是液體，暫不考慮液體靜壓力），殼壁將在兩個(gè)方向上產(chǎn)生拉伸應(yīng)力：第11頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天一是殼壁的環(huán)向“纖維”將受到拉伸，因而在殼壁的縱截面上將產(chǎn)生環(huán)向拉伸應(yīng)力，用σθ

表示；二是殼壁的經(jīng)向“纖維”也受到拉伸，因而在殼壁的錐截面內(nèi)將產(chǎn)生經(jīng)向拉伸應(yīng)力，用σm表示。第12頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天由于殼體壁厚相對(duì)直徑來說是很小，可近似比作薄膜，并認(rèn)為σθ、σm沿壁厚均勻分布，故又稱σθ、σm為環(huán)向薄膜應(yīng)力和經(jīng)向薄膜應(yīng)力。第13頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天㈠圓筒形殼體上的薄膜應(yīng)力⒈環(huán)向薄膜應(yīng)力σθ假想將圓筒剖開，截取長(zhǎng)度為l的一段筒體為研究對(duì)象。從垂直方向看，該段筒體受二力平衡，其中一個(gè)力是由作用在筒體內(nèi)表面上介質(zhì)壓力P產(chǎn)生的合力N，另一個(gè)是筒壁縱截面上的環(huán)向薄膜應(yīng)力σθ之合力T。第14頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天第15頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天N’第16頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天第17頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天第18頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天㈡圓球形殼體上的薄膜應(yīng)力球形殼體由于沒有圓筒形殼體那種“軸向”和“環(huán)向”之分，因此在球形殼體內(nèi)雖然也存在著兩向應(yīng)力，但兩者的數(shù)值相等。過球形殼體上任何一點(diǎn)和球心，不論從任何方向?qū)⑶蛐螝んw截開兩半，都可以利用受力平衡條件求得截面上的薄膜應(yīng)力為第19頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天第20頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天在直徑與內(nèi)壓相同的情況下，球殼內(nèi)的應(yīng)力僅是圓筒形殼體環(huán)向應(yīng)力的一半，即球形殼體的厚度僅需圓筒容器厚度的一半。當(dāng)容器容積相同時(shí)，球表面積最小，故大型貯罐制成球形較為經(jīng)濟(jì)。第21頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天㈢橢球形殼體上的薄膜應(yīng)力在化工容器中，橢球形殼體主要是用它的一半加上直邊作封頭使用。橢球殼從頂點(diǎn)到赤道各點(diǎn)處的應(yīng)力大小并不相同。（如P161圖7-5）第22頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天第23頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天第24頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天第25頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天㈣圓錐形殼體中的薄膜應(yīng)力圓錐形殼體與圓筒形殼體相比較有兩點(diǎn)區(qū)別：1.圓錐形殼體中間面的母線雖然也是直線，但它不是平行于回轉(zhuǎn)軸，而是與回轉(zhuǎn)軸相交，其交角α稱為圓錐形殼體的半錐角。正是由于這個(gè)緣故，圓錐形中間面上沿其母線上各點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑均不相等。因此，圓錐形殼體上的薄膜應(yīng)力從大端到小端是不一樣的。2.圓錐形殼體的錐截面與橫截面不是同一截面，作用在錐截面上的經(jīng)向薄膜應(yīng)力σφ與回轉(zhuǎn)軸也相交成α角。第26頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天錐形殼體的環(huán)向應(yīng)力是經(jīng)向應(yīng)力的兩倍，與圓筒形殼體相同。錐形殼體內(nèi)所產(chǎn)生的最大薄膜應(yīng)力是同直徑同壁厚圓筒形殼體的薄膜應(yīng)力的1/cosa

倍。并且錐形殼體的應(yīng)力，隨半錐角a的增大而增大；當(dāng)a角很小時(shí)，其應(yīng)力值接近圓筒形殼體的應(yīng)力值。所以在設(shè)計(jì)制造錐形容器時(shí)，a角要選擇合適，不宜太大。同時(shí)還可以看出,sφ、sθ是隨D改變的，在錐形殼體大端，應(yīng)力最大，在錐頂處，應(yīng)力為零。因此，一般在錐頂開孔。第27頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天§7-2圓形平板承受均布載荷時(shí)的彎曲應(yīng)力一、平板的變形與內(nèi)力分析1.環(huán)形截面的變形及由此而產(chǎn)生的環(huán)向彎曲應(yīng)力；2.相鄰環(huán)形截面的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)及由此而產(chǎn)生的徑向彎曲應(yīng)力；3.彎曲應(yīng)力的分布規(guī)律及它們的最大值。二、彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力的比較和結(jié)論第28頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、平板的變形與內(nèi)力分析第29頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（a）第30頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（b）（c）第31頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天（d）（e）第32頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.彎曲應(yīng)力的分布規(guī)律及最大值第33頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.彎曲應(yīng)力的分布規(guī)律及最大值第34頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力

的比較和結(jié)論第35頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天平板封頭是化工設(shè)備常用的一種封頭。平板封頭的幾何形狀有圓形、橢圓形、長(zhǎng)圓形、矩形和方形等，最常用的是圓形平板封頭。根據(jù)薄板理論，受均布載荷的平板，最大彎曲應(yīng)力smax與(R／d)2成正比，而薄殼的最大拉(壓)應(yīng)力smax與(R／d)成正比。因此，在相同的(R／d)和受載條件下，薄板的所需厚度要比薄殼大得多，即平板封頭要比凸形封頭厚得多。但是，由于平板封頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在壓力不高，直徑較小的容器中，采用平板封頭比較經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便。第36頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天而承壓設(shè)備的封頭一般不采用平板形，只是壓力容器的人孔、手孔以及在操作時(shí)需要用盲板封閉的地方，才用平板蓋。另外，在高壓容器中，平板封頭用得較為普遍。這是因?yàn)楦邏喝萜鞯姆忸^很厚，直徑又相對(duì)較小，凸形封頭的制造較為困難。第37頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天§7-3邊界區(qū)內(nèi)的二次應(yīng)力一、邊界應(yīng)力產(chǎn)生的原因二、影響邊界應(yīng)力大小的因素三、邊界應(yīng)力的性質(zhì)（局部性和自限性）四、回轉(zhuǎn)殼體內(nèi)部的邊界應(yīng)力第38頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、邊界應(yīng)力產(chǎn)生的原因在壓力容器中，無論是筒身、封頭還是接管，在制造裝配時(shí)均連接在一起，在承壓變形時(shí)則相互制約，從而在連接部位就不可避免地引起了附加的內(nèi)力和應(yīng)力。第39頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖示為一圓筒形容器，筒身與較厚的平板封頭連在一起，在承受內(nèi)壓時(shí)筒身要向外脹大，如果不受約束，其半徑應(yīng)增加△R。而平板形封頭在內(nèi)壓作用下發(fā)生的是彎曲變形，它的直徑不會(huì)增大。筒體與封頭在連接處所出現(xiàn)的這種自由變形不一致，必然導(dǎo)致在這個(gè)局部的邊界地區(qū)產(chǎn)生相互約束的附加內(nèi)力，即邊界應(yīng)力。第40頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天邊界應(yīng)力形成示意圖沒有承壓承壓第41頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天封頭不但限制了筒體端部直徑的增大，而且還限制了筒體的端部橫截面的轉(zhuǎn)動(dòng)。伴隨著前一種限制，會(huì)在筒壁端部的縱截面內(nèi)產(chǎn)生環(huán)向壓縮應(yīng)力；伴隨后一種限制，則會(huì)在筒體端部橫截面內(nèi)產(chǎn)生軸向彎曲應(yīng)力。這些應(yīng)力都稱為二次應(yīng)力。由于存在于殼體與封頭連接處的邊界地區(qū)，所以又稱邊界應(yīng)力。載荷直接引起的薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力稱為一次應(yīng)力。由于變形受到限制引起的應(yīng)力稱為二次應(yīng)力。邊界應(yīng)力屬于二次應(yīng)力。熱應(yīng)力存在于整個(gè)構(gòu)件中，工程上一般不把熱應(yīng)力作為二次應(yīng)力對(duì)待。第42頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、影響邊界應(yīng)力大小的因素封頭與筒體連接處的邊界應(yīng)力既然是由于二者自由變形受到相互限制引起的，所以邊界應(yīng)力的大小就和它們之間相互限制的程度有關(guān)。筒體橫截面內(nèi)的最大彎曲應(yīng)力為：在連接處由于邊界效應(yīng)引起的附加彎曲應(yīng)力比由內(nèi)壓引起的環(huán)向薄膜應(yīng)力還要大54％。第43頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天如果筒體不是與平板封頭而是與半球形封頭連接，則兩者之間的相互限制就會(huì)小得多。當(dāng)筒體與球形封頭連接時(shí)，可以不考慮邊界應(yīng)力。（從兩個(gè)方面去分析）由此可知：不同形狀得封頭與筒體連接，由于二者間的相互限制程度不同，所以產(chǎn)生的邊界應(yīng)力大小也不同。第44頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、邊界應(yīng)力的性質(zhì)1．局部性——不同性質(zhì)的連接邊界產(chǎn)生不同的邊界應(yīng)力，邊界應(yīng)力最大值出現(xiàn)兩種幾何形狀殼體的連接處。但它們大多數(shù)都有明顯的衰減特性，隨著離開邊界的距離增大，邊界應(yīng)力迅速衰減。2．自限性——由于邊界應(yīng)力是兩連接件彈性變形不一致，相互制約而產(chǎn)生的，一旦材料產(chǎn)生了塑性變形，彈性變形的約束就會(huì)緩解，邊界應(yīng)力自動(dòng)受到限制，這就是邊界應(yīng)力的自限性。第45頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天二次應(yīng)力的自限性是以材料具有良好塑性為前提。如果是脆性材料，二次應(yīng)力的自限性是無法顯示出來的。若用塑性好的材料制造筒體，可減少容器發(fā)生破壞的危險(xiǎn)性。正是由于邊界應(yīng)力的局部性與自限性，設(shè)計(jì)中一般不按局部應(yīng)力來確定厚度，而是在結(jié)構(gòu)上作局部處理。但對(duì)于脆性材料，必須考慮邊緣應(yīng)力的影響。第46頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、回轉(zhuǎn)殼體內(nèi)部的邊界應(yīng)力邊界應(yīng)力并不僅僅存在于兩個(gè)幾何形狀不同的殼體的結(jié)合部位，而且有時(shí)也出現(xiàn)在單個(gè)回轉(zhuǎn)殼體上。對(duì)于母線為組合曲線的回轉(zhuǎn)殼體，當(dāng)它承受內(nèi)壓時(shí)，在殼壁內(nèi)除了產(chǎn)生一次薄膜應(yīng)力外，還會(huì)產(chǎn)生二次應(yīng)力。因?yàn)樗鼈兿喈?dāng)于幾個(gè)形狀不同的殼體相連接。分析和計(jì)算這些二次應(yīng)力是十分復(fù)雜的。從實(shí)用角度考慮，或是在計(jì)算一次薄膜應(yīng)力基礎(chǔ)上，乘上一個(gè)考慮邊界應(yīng)力的系數(shù)，或在證明邊界應(yīng)力不大的前提下，忽略邊界應(yīng)力。第47頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天§7-4強(qiáng)度條件容器筒體和封頭中存在三種應(yīng)力：薄膜應(yīng)力；一次彎曲應(yīng)力；邊界應(yīng)力（二次應(yīng)力）本節(jié)主要內(nèi)容：如何限制這三種應(yīng)力？強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介對(duì)薄膜應(yīng)力的限制對(duì)一次彎曲應(yīng)力的限制對(duì)二次應(yīng)力的限制一次應(yīng)力第48頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介一點(diǎn)處應(yīng)力狀態(tài)強(qiáng)度理論最大拉應(yīng)力理論（第一）最大主應(yīng)變理論（第二）最大剪應(yīng)力理論（第三）形狀改變比能理論（第四）第49頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)在分析拉（壓）桿斜截面上的應(yīng)力時(shí)已經(jīng)知道，通過桿內(nèi)任意一點(diǎn)所作的各個(gè)截面上的應(yīng)力是不一樣的。如右圖所示的，它隨著截面的方位而改變。第50頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天因此，就某一個(gè)點(diǎn)的應(yīng)力而言，應(yīng)該全面地考察通過該點(diǎn)所作的各個(gè)截面在該點(diǎn)處的應(yīng)力。而所謂“一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)”就是指構(gòu)件受力后，通過構(gòu)件某一點(diǎn)的各截面上應(yīng)力的全部情況。一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)的確定？一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)，可以用單元體（即用圍繞該點(diǎn)取出的一個(gè)微小正六面體）來表示。由于單元體各邊的長(zhǎng)度是極小的量，所以在微元體的任意一對(duì)平行平面上的應(yīng)力可以認(rèn)為是相等的，而且代表了通過所研究的點(diǎn)并與上述平面平行的面上的應(yīng)力。在知道了單元體的三個(gè)互相垂直平面上的應(yīng)力后，單元體的任一斜截面上的應(yīng)力即可以通過截面法求出，這樣，一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)就完全確定了。第51頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天受拉直桿一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)

單元體的那對(duì)由橫截面截出的平面上作用有正應(yīng)力σ，這個(gè)應(yīng)力實(shí)際就代表了該點(diǎn)在橫截面上的應(yīng)力，在這個(gè)單元體的另外兩對(duì)平面上則不存在任何應(yīng)力。這樣，一個(gè)作用著正應(yīng)力σ的單元體就代表了受拉直桿一點(diǎn)出的應(yīng)力狀態(tài)第52頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天受扭圓軸一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)一個(gè)作用著剪應(yīng)力t的單元體就代表了受扭圓軸A點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)第53頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天內(nèi)壓圓筒筒壁內(nèi)一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)第54頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天如果單元體的截取方法改變，那么單元體上的應(yīng)力也隨之改變。應(yīng)當(dāng)指出，按不同方位截取的單元體，盡管作用在這些單元體上的應(yīng)力不同，但是在它們之間卻存在著一定的關(guān)系：因?yàn)槎弑硎镜氖峭稽c(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，因而可以從一個(gè)單元體上的應(yīng)力求出另一個(gè)與其方向不同的單元體上的應(yīng)力。第55頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天主平面主應(yīng)力一般情況下，在任意截取的單元體的三對(duì)相互垂直的平面上既作用有正應(yīng)力，也作用有剪應(yīng)力。如果在單元體的各個(gè)平面上只作用有正應(yīng)力，而沒有剪應(yīng)力，則稱這樣的平面為主平面，稱作用在主平面上的正應(yīng)力為主應(yīng)力。由于主平面上沒有剪應(yīng)力，用由三對(duì)主平面構(gòu)成的單元體來表示一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)便于對(duì)各種受力構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行比較。第56頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天所以，在表示一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，就不任意截取單元體了，而是截取由三個(gè)主平面構(gòu)成的單元體，即一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)用該點(diǎn)的三個(gè)主應(yīng)力來表示。三個(gè)主應(yīng)力分別用s1、s2和s3來表示，它們是按代數(shù)值大小的順序排列的，即s1＞s2＞s3，其中s可為負(fù)值，也可等于零。第57頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天平面應(yīng)力狀態(tài)

由于構(gòu)件受力情況的不同，各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)也不一樣，可以按三個(gè)主應(yīng)力中有幾個(gè)不等于零而將一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)劃分為三類：?jiǎn)蜗驊?yīng)力狀態(tài)：只有一個(gè)主應(yīng)力不等于零，如受軸向拉伸和壓縮的直桿及純彎曲的直桿內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。又稱簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)二向應(yīng)力狀態(tài)(平面應(yīng)力狀態(tài))：有兩個(gè)主應(yīng)力不等于零，如受扭的圓軸，低壓容器器壁各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。三向應(yīng)力狀態(tài)：三個(gè)主應(yīng)力都不等于零，如高壓容器器壁內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。二向和三向應(yīng)力狀態(tài)統(tǒng)稱復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。第58頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天

從工程意義上說，材料的破壞可分為兩類：脆斷破壞和屈服破壞。塑性材料受單向拉伸時(shí)，在斷裂之前會(huì)發(fā)生顯著的塑性變形，這時(shí)構(gòu)件往往就失去了正常工作的能力，所以在工程意義上，這類材料的構(gòu)件發(fā)生整體的或大面積的塑性變形就算是一種破壞標(biāo)志，而不必等到出現(xiàn)斷裂。脆性材料受單向拉伸時(shí)，在斷裂之前并不發(fā)生明顯的塑性變形，所以對(duì)于這類材料斷裂是破壞的標(biāo)志。需要注意的是：這并不等于說塑性材料不會(huì)出現(xiàn)脆性斷裂也不是說脆性材料不可能發(fā)生塑性變形。材料的破壞形式，不但取決于材料的性質(zhì)，而且與材料所處的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。譬如，塑性材料處于三向拉伸應(yīng)力狀態(tài)下時(shí)，往往發(fā)生脆性斷裂；而脆性材料如果處于三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)明顯的塑性變形。第59頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天什么是強(qiáng)度理論？長(zhǎng)期以來，人們根據(jù)對(duì)材料破壞現(xiàn)象的分析提出了各種假說，認(rèn)為材料的某一類型的破壞是由某種因素引起的，這種假說通常就稱為強(qiáng)度理論。一種強(qiáng)度理論是否能夠成立，或者是在什么樣的條件下能夠成立，除了在提出這一理論時(shí)要有根據(jù)外，還應(yīng)經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。四個(gè)基本強(qiáng)度理論最大拉應(yīng)力理論（第一強(qiáng)度理論）最大主應(yīng)變理論（第二強(qiáng)度理論）最大剪應(yīng)力理論（第三強(qiáng)度理論）形狀改變比能理論（第四強(qiáng)度理論）第60頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、對(duì)薄膜應(yīng)力的限制1.薄膜應(yīng)力的相當(dāng)應(yīng)力2.薄膜應(yīng)力的強(qiáng)度條件第61頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.薄膜應(yīng)力的相當(dāng)應(yīng)力為了使筒壁上的雙向拉伸應(yīng)力能夠與單向拉伸試驗(yàn)得到的σb、σs、[σ]等作比較，雙向拉伸的薄膜應(yīng)力σm、σθ有必要找一個(gè)能夠代表雙向薄膜應(yīng)力的“相當(dāng)應(yīng)力”。這個(gè)相當(dāng)應(yīng)力是根據(jù)強(qiáng)度理論對(duì)雙向薄膜應(yīng)急進(jìn)行某種組合后得到的。如果用σr表示雙向薄膜應(yīng)力的相當(dāng)應(yīng)力，則回轉(zhuǎn)殼體承受內(nèi)壓時(shí)，筒壁危險(xiǎn)點(diǎn)處的薄膜應(yīng)力強(qiáng)度條件就是第62頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.薄膜應(yīng)力強(qiáng)度條件幾種典型的回轉(zhuǎn)殼體中，危險(xiǎn)點(diǎn)處的薄膜應(yīng)力σm、與σθ都是拉伸應(yīng)力，所以該點(diǎn)處的三個(gè)主應(yīng)力分別是：第63頁(yè),共71頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、對(duì)一次彎曲應(yīng)力的限制1.極限載荷、極限應(yīng)力和極限設(shè)計(jì)法平板受彎時(shí)，彎曲應(yīng)力沿板厚呈直線分布。當(dāng)板的上下表面應(yīng)力值達(dá)到材料的屈服限發(fā)生塑性變形時(shí)，板的內(nèi)層金屬卻仍處于彈性狀態(tài)。只要載荷不增大，塑性變形區(qū)域就不會(huì)擴(kuò)大，因而就不會(huì)導(dǎo)