一次應(yīng)力

一次應(yīng)力是平衡壓力與其他機(jī)械載荷所必需的應(yīng)力，是維持結(jié)構(gòu)各部分平衡直接需要的。一次應(yīng)力屬于非自限性應(yīng)力，達(dá)到極限狀態(tài)，即使載荷不再增加，仍可產(chǎn)生不可限制的塑性流動，直至破壞。一次應(yīng)力按沿壁厚分布情況可分為一次總體薄膜應(yīng)力(Pm)和一次彎曲應(yīng)力(Pb)，一次總體薄膜應(yīng)力沿壁厚方向均勻分布，影響范圍遍及整個受壓元件，一旦達(dá)到屈服點，受壓元件整體發(fā)生屈服，應(yīng)力不重新分布一直到整體破壞。例如，薄膜圓筒壓力容器中有受內(nèi)壓引起的環(huán)向薄膜應(yīng)力。一次彎曲應(yīng)力是平衡壓力或其他機(jī)械載荷所需的沿厚度方向線性分布的彎曲應(yīng)力，例如平板封頭中央部分在內(nèi)壓作用下所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。

除此之外，還有一種應(yīng)力稱為局部薄膜應(yīng)力(Pl)。它是由內(nèi)壓和其他機(jī)械載荷引起的薄膜應(yīng)力及邊緣效應(yīng)中應(yīng)力的薄膜部分的統(tǒng)稱，即局部應(yīng)力區(qū)中薄膜應(yīng)力的總量。這種應(yīng)力不像一次總體薄膜應(yīng)力那樣沿容器的整體或在很大區(qū)域內(nèi)都有分布，而只在局部區(qū)域發(fā)生，影響范圍僅限于結(jié)構(gòu)局部區(qū)域。

二次應(yīng)力(Q)

二次應(yīng)力是為滿足相鄰元件間的約束條件或結(jié)構(gòu)自身變形的連續(xù)性要求所需的應(yīng)力，實際上它是同一次應(yīng)力一起滿足變形連續(xù)(協(xié)調(diào))要求，也即是為滿足變形協(xié)調(diào)要求的附加應(yīng)力。在材料有足夠塑性的前提下，二次應(yīng)力水平的高低對結(jié)構(gòu)的承載能力并無影響。當(dāng)二次應(yīng)力超過屈服極限以后，就產(chǎn)生局部的塑性流動。一旦塑性變形彌補(bǔ)了一次應(yīng)力引起的彈性變形不連續(xù)，變形協(xié)調(diào)得以滿足，塑性流動就會自動停止。因此，在一次加載的悄況下，破壞過程就不會繼續(xù)下去，這就是二次應(yīng)力所具有的“自限性”。如封頭與筒體連接處的總體不連續(xù)結(jié)構(gòu)在內(nèi)壓作用下由于邊緣剪切和彎矩在筒體和封頭上所引起的彎曲應(yīng)力，固定管板式換熱器在管殼上的溫差應(yīng)力均屬于二次應(yīng)力。