Contents 1 Subject Contents and Scope 1.1 Subject content 1.2 Scope 2 Normative References 3 General Provisions 4 Terms 4.1 Stress intensity 4.2 Gross structural discontinuity 4.3 Local structural discontinuity 4.4 Normal stress 4.5 Shear stress 4.6 Membrane stress 4.7 Bending stress 4.8 Primary stress 4.9 Secondary stress Q 4.10 Peak stress F 4.11 Load stress 4.12 Thermal stress 4.13 Operating cycle 4.14 Stress cycle 4.15 Deformation 4.16 Inelasticity 4.17 Fatigue 5 General Standards of Design by Analysis 5.1 General rules 5.2 Calculation of stress intensity 5.3 Allowable limit of various stress intensity 5.4 Application of plastic analysis 5.5 Three-dimensional stress 5.6 Nozzle transition 6 Materials 6.1 General rules 6.2 Steel plate 6.3 Steel tube 6.4 Forgings 6.5 Stud and nut 7 Shell of Revolution Bearing the External Pressure 7.1 Scope 7.2 Symbol Description 7.3 Circular Cylinder 7.4 Spherical Shell 7.5 Conical Shell 7.6 Forming head 7.7 Connection between the larger end of the conical shell and the cylinder 7.8 Connection between the smaller end of the conical shell and the cylinder 7.9 Coupling of Larger and Smaller Ends 7.10 Reducer Section 8 Shell of revolution bearing the external pressure 8.1 Symbol description 8.2 Calculation of the external pressure cylinder and external pressure sphere 8.3 Design of reinforcing ring of the external pressure cylinder 8.4 Forming head 8.5 conical shell and conical head bearing external pressure 8.6 Axially-compressed cylinder 9 Flat Cover 9.1 Symbol Description 9.2 Thickness of Flat-Cover 10 Opening and Opening Reinforcement 10.1 Symbol description 10.2 Equal-area reinforcement 11 Manufacturing, Inspection and Acceptance 11.1 General Provisions 11.2 Cold and hot forming 11.3 Welding 11.4 heat treatment 11.5 Test plate and sample 11.6 Multi-layer pressure vessel 11.7 Shrunk-fit pressure vessel 11.8 Forged and welded pressure vessel 11.9 Nondestructive testing 11.10 Pressure test and gas-tightness test 11.11 Quality certificate, mark, painting, package and transportation Annex A (Normative) Stress Analysis of Basic Components and Combined Components A.1 Application Scope A.2 Deformation and Stress Analysis of the Basic Components A.3 Stress at the Joint of Various Heads and Cylindrical Shell A.4 The Stress Analysis Method of the Integrally-reinforced Shell Opening A.5 Temperature Stress Annex B (Normative) Experimental Stress Analysis B.1 General Rules B.2 Test Types B.3 Test Methods B.4 Test Results B.5 Tests to Determine Collapse Load Annex C (Normative) Design Basing on Fatigue Analysis C.1 General Provisions C.2 Procedures of Fatigue Analysis C.3 Local Structural Discontinuity C.4 Attenuation Coefficient of the Fatigue Strength of the Fillet Weld C.5 Fatigue Analysis of the Stud C.6 Thermal Stress Ratchet Action in the Shell C.7 Test Methods for Determining the Fatigue Life C.8 Stress Index Method for the Opening Fatigue Evaluation Annex D (Normative) Flanges D.1 General Provisions D.2 Symbol Explanation D.3 Flange Types D.4 Flange Connection D.5 External Pressure Flange Annex E (Normative) E.1 Application scope E.2 Definition E.3 Symbol explanation E.4 General Rules E.5 Calculation of the vessel safety release quantity E.6 Safety valve E.7 Bursting discs devices E.8 The combined device of the safety valve and the bursting discs devices E.9 Installation of the overpressure relief devices E.10 Release pipe Annex F (Normative) F.1 General Rules F.2 Steel plate Annex G (Informative) Annex H (Informative) H.1 Classification and requirements of the welded joints H.2 Other welded connection and requirements Annex I (Informative) I.1 Forms of tube plate connection structure I.2 Symbol description I.3 Stress analysis on the tube plate of the U-tube heat exchanger and other relevant components I.4 Stress analysis on the tube plate of the floating head and packing-gland heat exchanger and other relevant components I.5 Stress analysis on the tube plate of the fixed heat exchanger and other relevant components Annex J (Informative) Stress Analysis of Cylindrical Shell Opening Nozzle J.1 Application Scope J.2 Symbol Explanation J.3 Calculation Procedures J.4 Thickness Adjustment Annex K (Informative) basic requirements for finite element calculation procedures and analysis staff K.1 Calculation Procedures K.2 Analysis Staff

鋼制壓力容器—分析設計標準 1 主題內容與范圍 1.1 主題內容 本標準是以分析設計為基礎的鋼制壓力容器標準，提供了以彈性應力分析和塑性失效準則、彈塑性失效準則為基礎的設計方法；對選材、制造、檢驗和驗收規定了比GB 150《鋼制壓力容器》更為嚴格的要求。 本標準與GB 150同時實施，在滿足各自要求的條件下，可選擇其中之一使用。 1.2 范圍 1.2.1 本標準適用于： a） 設計壓力大于或等于0.1MPa且小于100MPa的容器； b） 真空度高于或等于0.02MPa的容器。 1.2.2 本標準適用的設計溫度應是低于以鋼材蠕變控制其許用應力強度的相應溫度。 1.2.3 本標準不適用于下列各類容器： a） 核能裝置中的容器； b） 旋轉或往復運動的機械設備（如泵、壓縮機、渦輪機、液壓缸等）中自成整體或作為部件的受壓器室； c） 經常搬運的容器； d） 內直徑（對非圓形截面，指寬度、高度或對角線）小于150mm的任何長度的容器； e） 直接火焰加熱的容器。 2 規范性引用文件 GB 150 鋼制壓力容器 GB/T 196 普通螺紋 基本尺寸 GB/T 197 普通螺紋公差 GB/T 228 金屬材料 室溫拉伸試驗方法 GB/T 229 金屬夏比缺口沖擊試驗方法 GB/T 232 金屬材料 彎曲試驗方法 GB 567 爆破片與爆破片裝置 GB/T 699 優質碳素結構鋼 GB/T 1220 不銹鋼棒 GB/T 1804 一般公差 未注公差的線性和角度尺寸的公差 GB/T 3077 合金結構鋼 GB/T 3280 不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶 GB 3531 低溫壓力容器用低合金鋼鋼板 GB/T 4237 不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶 GB 6479 高壓化肥設備用無縫鋼管 GB 6654 壓力容器用鋼板 GB/T 8163 輸送流體用無縫鋼管 GB 9948 石油裂化用無縫鋼管 GB 12337 鋼制球形儲罐 GB 13296 鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管 GB/T 14976 流體輸送用不銹鋼無縫鋼管 GB 16749 壓力容器波形膨脹節 GB 19189 壓力容器用調質高強度鋼板 JB 4700～4707 壓力容器法蘭 JB 4708 鋼制壓力容器焊接工藝評定 JB/T 4710 鋼制塔式容器 JB/T 4711 壓力容器涂敷與運輸包裝 JB 4726 壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件 JB 4727 低溫壓力容器用低合金鋼鍛件 JB 4728 壓力容器用不銹鋼鍛件 JB/T 4730.1～4730.6 承壓設備無損檢測 JB 4733 壓力容器用爆炸不銹鋼復合鋼板 JB 4744 鋼制壓力容器產品焊接試板的力學性能檢驗 3 總論 3.1 本標準管轄范圍內的容器之設計、制造、檢驗與驗收除應符合本標準規定外，還必須遵守國家頒布的有關壓力容器的法令、法規和規章。 3.2 本標準管轄的容器范圍是指容器本體及與之連為整體的連通受壓零部件，且劃定在下列范圍內。 3.2.1 容器與外管道連接： a） 容器接管與外管道焊接連接的第一道環向焊縫； b） 螺紋連接的第一個螺紋接頭； c） 法蘭連接的第一個法蘭密封面； d） 專用連接件或管件連接的第一個密封面。 3.2.2 接管、入孔、手孔等的承壓封頭、平蓋及其緊固件。 3.2.3 非受壓力元件與容器內、外表面的連接焊縫。焊縫以外的元件，如加強圈、支座、支耳、裙座等應符合本標準或相應標準的規定。 3.3 直接連在容器上的超壓泄放裝置應符合附錄E的規定。連接在容器上的儀表等附件，應符合有關標準。 3.4 資格與職責 3.4.1 容器的設計、制造單位必須具備健全的全面質量管理體系。設計單位應持有相應的設計單位批準書，制造單位應持有相應的制造許可證。 壓力容器的制造和使用必須置于國家勞動部門安全監察機構或授權的檢驗機構監督之下。 注：授權的檢驗機構是指由國家勞動部門壓力容器安全監察機構授權進行監督檢驗的機構。 3.4.3 設計單位的職責 3.4.3.1 設計單位應對分析設計條件（委托書）的準確性和完整性予以確認。 3.4.3.2 設計單位應對設計文件的準確性和完整性負責。 3.4.3.3 容器的設計文件至少應包括應力分析報告書和設計圖樣。 3.4.3.4 容器設計總圖應蓋有應用本標準的設計單位批準書標志。 3.4.3.5 設計資料保存期應不少于7年。 3.4.4 制造單位的職責 3.4.4.1 制造單位必須按照設計圖樣要求進行制造，如需要對原設計進行修改，應取得原設計單位認可。 3.4.4.2 制造單位的檢驗部門在容器制造過程中和完工后應按本標準和圖樣規定對容器進行各項具體檢驗和試驗，提出檢驗報告，并對報告的準確性和完整性負責。 3.4.4.3 制造單位對其制造的每臺容器產品至少應具有下列技術文件備查，技術文件保存期應不少于7年。 a） 制造工藝圖或制造工藝卡； b） 材料證明文件及材料表； c） 容器的焊接工藝和熱處理工藝記錄（其保存期見第11章）； d） 標準中允許制造廠選擇的項目的記錄； e） 容器制造過程中及完工后的檢驗記錄； f） 容器的原設計圖和竣工圖。 3.4.4.4 制造單位應將產品質量證明書提交授權的檢驗機構確認后交付用戶。 3.4.5 法定或授權的檢驗機構，按國家有關法規或條例以及本標準中列入監察條款的有關規定對壓力容器進行監督檢驗。 3.5 定義 3.5.1 壓力：除注明者外，均指表壓力。 3.5.2 工作壓力：系指正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓力。 3.5.3 設計壓力：系指設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為設計載荷的條件，并作為超壓泄放裝置調定壓力的基礎，其值大于或等于工作壓力。 3.5.4 計算壓力：系指在相應設計溫度下，用以確定元件計算厚度的壓力（按表3-1確定）。 3.5.5 試驗壓力：系指在壓力試驗時，容器頂部的壓力。 3.5.6 設計溫度：系指容器在正常工作情況下，設定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。 設計溫度與設計壓力一起作為設計載荷條件。 3.5.7 試驗溫度：系指壓力試驗時容器殼體的金屬溫度。 3.5.8 厚度： a） 計算厚度：系指按各章公式計算所得到的厚度； b） 設計厚度：系指計算厚度與腐蝕裕量之和； c） 名義厚度：系指將設計厚度加上鋼材厚度負偏差1）后向上圓整至鋼材標準規格的厚度，即是圖樣上標注的厚度； ———————— 1） 當鋼材標準規定的厚度負偏差不大于0.25mm，且不超過名義厚度的6％時，可忽略不計。 d） 有效厚度：系指名義厚度減去腐蝕裕量與鋼材厚度負偏差。 3.6 設計要求 3.6.1 設計時，應按第5章、附錄A、附錄B、附錄C、附錄J及附錄K的規定做應力分析和疲勞分析，結構中的應力強度不得超過許用極限。但能滿足3.9與3.10的規定時，可免除應力分析和疲勞分析。 3.6.2 對于以失穩為主要失效模式的結構，除應符合3.6.1的要求外，尚應校核結構的穩定性（對承受外壓及軸向壓縮的情況，見第8章）。 3.6.3 設計的一般規定 3.6.3.1 確定設計壓力時，應考慮以下各點： 容器上裝有超壓泄放裝置時，應按附錄E的規定確定設計壓力。 真空容器按承受外壓設計，當裝有安全控制裝置（如真空泄放閥）時，設計壓力取1.25倍的最大內外壓力差或0.1MPa兩者中的低值；當無安全控制裝置時，取0.1MPa。 對具有不同操作工況的容器，應按最苛刻的工況進行設計。 對容器承受內、外壓力或具有兩個以上的壓力室時，應考慮相互間的最大壓差。 3.6.3.2 確定設計溫度時，應考慮： 設計溫度不得低于元件金屬在工作狀態下可能達到的最高溫度。對0℃以下的金屬溫度，設計溫度則不得高于元件金屬可以達到的最低溫度。任何情況下，金屬表面的溫度不得超過鋼材的允許使用溫度。 當容器各部分在工作狀態下的金屬溫度不同時，可分別確定各部分的設計溫度。 3.6.3.3 載荷 設計時應考慮各種載荷及載荷組合，至少應考慮以下載荷： a） 內壓、外壓或最大壓差； b） 液體靜壓頭； c） 容器的自重，以及正常工作條件下或試驗狀態下內裝物料的重力載荷； d） 附加載荷，如其他附屬設備、隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷； e） 風載荷、雪載荷及地震載荷； f） 支座、底座圈、支耳及其他型式底座的反作用力； g） 包括壓力急劇波動的沖擊載荷； h） 由各種溫度條件引起的不均勻應變載荷及由連接管道或其他部件的膨脹或收縮所引起的作用力。 3.6.3.4 容器及其配件的受壓部分所用板材的最小厚度按下列規定： a） 碳素鋼及低合金鋼鋼板，扣除腐蝕裕量后不小于6mm； b） 高合金鋼板，扣除腐蝕裕量后應不小于3mm。 3.6.3.5 不銹鋼復合鋼板的設計應力強度： a） 當復層材料的設計應力強度值大于或等于基層材料設計應力強度值的70％時，允許將復層厚度計入強度計算之內。計入強度計算的復合材料的折算厚度可按式（3-1a）計算： （3-1a） 式中： δe——復合材料的折算厚度，mm； δ1——基層金屬的名義厚度，mm； δ2——復層金屬的厚度，不計腐蝕裕量，mm； Sm1——基層金屬的設計應力強度，MPa； Sm2——復層金屬的設計應力強度，MPa； b） 對于復層與基層結合率達到JB 4733標準中2級板以上，在設計計算中，如需計入復層材料的強度時，復合鋼板在設計溫度下的設計應力強度值可按式（3-1b）確定： （3-1b） 3.6.3.6 襯里 耐腐蝕襯里是指不與容器壁連成整體的襯里，故計算容器壁厚時，襯里層的厚度不應計入。 3.6.3.7 腐蝕裕量 容器元件由于受到腐蝕、沖蝕、機械磨損或其他環境影響而造成板厚削弱減薄時，應在計算公式或應力分析所確定的計算厚度之外，予以適當地增加厚度?？筛鶕A期的容器壽命與介質對材料的腐蝕速率確定之。 當容器各部分腐蝕程度不同時，對容器的各部分也可采用不同的腐蝕裕量。 若經驗表明，在類似的使用過程中不發生腐蝕時，則不必考慮腐蝕裕量。 3.6.4 壓力、溫度、靜壓頭的關系 在設計容器各部分時，必須按表3-1考慮壓力、溫度及靜壓頭之間的相互關系。 表3-1 壓力與溫度的關系 狀態 壓力 靜壓頭1） 溫度 備注 1 容器整體 設計壓力 不考慮 同時發生的設計溫度 銘牌上所標注的壓力及溫度2） 容器各處溫度不同時，容器整體則取其中的最高溫度 各處 與設計壓力相對應的各處壓力 各處的靜壓頭 同時發生的設計溫度 2 各處 與設計溫度相對應的壓力 各處的靜壓頭 設計溫度 與狀態1相比，必須校核較高溫度與較低壓力的組合。或者對各部分，按各處的壓力（包括靜壓頭）和設計溫度的組合設計 3 容器整體 試驗壓力 不考慮 試驗溫度 各處 試驗壓力 各處的靜壓頭 試驗溫度 4 容器整體 與最低許用溫度相對應的壓力 不考慮 最低許用溫度 用最低許用溫度與材料的缺口韌性試驗或與低溫下的最高應力共同決定材料是否適用于工作溫度 各處 與最低許用溫度相對應各處的壓力 各處的靜壓頭 最低許用溫度 5 各處 工作壓力 各處的靜壓頭 金屬溫度 二次應力、峰值應力分析用 1） 例如由于流體流動等產生的壓力波動也同樣適用。 2） 若容器允許在不只一個壓力和溫度條件下工作時，則可同時標出其他相應的壓力和溫度值。 3.6.5 設計應力強度 本標準所用材料的設計應力強度值Sm，用第6章中所給出的數值。其確定依據如下： 3.6.5.1 鋼材 除螺栓材料外，一般鋼材的設計應力強度為下列各值中的最低值： a） 常溫下標準抗拉強度下限值的1/2.6； b） 常溫下屈服強度ReL（Rp0.2）的1/1.5； c） 設計溫度下屈服強度R （R ）的1/1.5。 對用奧氏體不銹鋼材制成的部件，根據使用部位，對允許有微量永久變形的部件，可取設計溫度下屈服強度R 的90％，但最高不超過常溫下屈服強度Rp0.2的1/1.5。此規定不適用于法蘭或其他有微量變形就產生泄漏或故障的情況。 3.6.5.2 螺栓材料 螺栓材料的設計應力強度如表3-2所示。 表3-2 螺栓設計應力強度 材料 螺栓直徑，mm 熱處理狀態 設計應力強度 設計溫度低于蠕變范圍 碳素鋼 ≤M22 M24～M48 熱軋，正火 R /2.7 R /2.5 低合金鋼 馬氏體高合金鋼 ≤M22 M24～M48 ≥M52 調質 R （R ）/3.5 R （R ）/3.0 R （R ）/2.7 奧氏體高合金鋼 ≤M22 M24～M48 固溶 R （R ）/1.6 R （R ）/1.5 注：R （R ）為設計溫度下的屈服點或0.2％屈服強度，MPa。 3.7 應力強度的許用極限 3.7.1 一次應力強度的許用極限 一次應力強度的許用極限按下列規定，但按5.4.2時不在此限。 3.7.1.1 容器及其支座按表3-3所列的設計載荷及試驗載荷各組合條件進行設計時，一次應力強度的許用極限應滿足5.3.1～5.3.3的規定。 表3-3 載荷組合系數K 條件 載荷組合（參見3.6.3.3） K值 計算應力的基準 設計載荷 A 設計壓力、容器自重，內裝物料、附屬設備及外部配件的重力載荷 1.0 設計溫度下，不計腐蝕裕量的厚度 B A+風載荷1）、2） 1.23） C A+地震載荷1）、2 1.23） 試驗載荷 A 試驗壓力、容器自重，內裝物料、附屬設備及外部配件的重力載荷 液壓試驗為1.25，氣壓試驗為1.15 試驗溫度下，實際設計數值 1） 不需要同時考慮風載荷與地震載荷。 2） 風載荷與地震載荷的計算方法按有關規定。 3） 一次總體薄膜應力在屈服點以下。 3.7.1.2 試驗時容器任何點上的壓力（包括靜壓頭）超過式（3-2）、式（3-3）規定的試驗壓力的6％時，應按下列規定確定試驗壓力的上限： 液壓試驗時： a） 試驗溫度下計算求得的一次總體薄膜應力強度SⅠ應不超過試驗溫度下材料的屈服強度ReL（RP0.2）的90％； b） 計算求得的一次薄膜加一次彎曲應力的應力強度SⅡ，應不超過下列兩式給出的限制值： 當SⅠ≤0.67ReL（RP0.2）時，SⅡ≤1.35ReL（RP0.2）； 當0.67ReL（RP0.2）＜SⅠ≤0.90ReL（RP0.2）時，SⅡ≤2.15ReL（RP0.2）－1.2SⅠ。 氣壓試驗時： 液壓試驗時對一次薄膜應力加一次彎曲應力之應力強度的限制亦適用于氣壓試驗；僅計算求得的一次薄膜應力強度SⅠ應不超過試驗溫度下材料的ReL（RP0.2）屈服強度）的80％。 3.7.1.3 多室容器，壓力可同時施加于相鄰各室，以維持上列應力強度極限值。 3.7.2 一次加二次應力強度的許用極限按5.3.4的規定。 3.7.3 一次加二次加峰值應力強度的許用極限按5.3.5的規定。 3.7.4 特殊應力的許用極限 3.7.4.1 支承載荷 3.7.4.1.1 在最大設計載荷作用下，為防止壓毀的平均支承應力必須限制在所處溫度下的屈服強度ReL（RP0.2）以下。當到自由端的距離（非承壓部分）大于支承載荷作用的距離時，支承應力允許為所處溫度下屈服強度ReL（RP0.2）的1.5倍。 評定復合材料復層表面上的支承應力時，應采用復材的屈服強度ReL（RP0.2）；如果所取的支承面積為實際接觸面積或者支持接觸表面的基層面積兩者中的較小值，則可采用基材的屈服強度ReL（RP0.2）。 3.7.4.1.2 當支承載荷作用于具有懸臂自由端的部件上時，例如凸緣處，應考慮剪切失效的可能性。在僅有載荷應力（見4.11）時，平均剪應力應不超過0.6Sm；在載荷應力加二次應力時，平均剪應力不得超過下列數值： a） 對奧氏體不銹鋼，在40℃時為0.5RP0.2及所有其他溫度時下為0.675RP0.2，取二者較低值； b） 對其他所有材料，在任何溫度下均為0.5ReL（RP0.2）； c） 剪切破壞主要發生于復合材料的復層內部時，應根據與該復層材料等效的鍛材性能來決定其許用剪應力。 剪切破壞的一部分發生在基層，另一部分發生在復層，則評定這種類型破壞的綜合抗力時，應采用各材料的許用剪應力。 3.7.4.1.3 銷子及類似部件的支承應力不得超過該溫度下ReL（RP0.2）；但距板邊一個銷子直徑范圍以內無承壓面積時，可使用1.5ReL（RP0.2）。 3.7.4.2 純剪切 受純剪切的截面（例如：鍵、抗剪環、螺紋）的平均一次剪應力不得超過0.6Sm。承受扭力的實心圓形截面外周上，不計集中應力時的最大一次剪應力不得超過0.8Sm。 3.7.4.3 非整體連接件的擴展性變形 螺帽、絲堵、.環狀抗剪鎖緊裝置、栓狀鎖緊裝置等非整體連接件，由于喇叭狀或其他形狀的擴展性變形而受到損壞，以致不能嚙合，引起非整體連接件之間產生滑移。為防止發生此類現象，一次加二次應力強度不得超過ReL（RP0.2）。 3.8 壓力試驗 容器制成后必須進行壓力試驗。壓力試驗的項目和要求應在圖樣上注明。 壓力試驗一般采用液壓試驗，試驗液體按第11章的要求，對于不適合做液壓試驗的容器，例如容器內不允許有微量殘留液體，或由于結構原因不能充滿液體的容器可以采用氣壓試驗。做氣壓試驗的容器必須滿足第11章的要求。 對只有底部受靜液壓作用的高塔，用液壓試驗或氣壓試驗都不適合的容器可以采用液壓和氣壓的組合試驗。組合試驗的壓力與氣壓試驗相同。 3.8.1 組合容器的壓力試驗 由兩個以上受壓室組成的容器按下列方法進行壓力試驗。 a） 按獨立操作設計的組合容器的受壓室可作為單獨容器處理，即在鄰室無壓力的情況下進行壓力試驗； b） 按相鄰各室的壓差設計的容器，對兩室共用部件按設計壓差的1.25倍的壓力值并按3.8.3作溫度修正后進行壓力試驗； c） 共用部件按b）條進行試驗并經檢查之后，相鄰器室應同時進行液壓試驗，且應限制受壓室之間的壓差，使其不超過試驗共同部件時采用的壓力值。 3.8.2 真空和外壓容器 真空（或部分真空）或外壓容器，應以內壓進行試驗，其試驗壓力為：PT=1.25p。 3.8.3 試驗壓力 液壓試驗： （3-2） 氣壓試驗： （3-3） 式中： PT——試驗壓力，MPa； P——設計壓力，MPa； Sm——容器元件材料在試驗溫度下的設計應力強度，MPa； S ——容器元件材料在設計溫度下的設計應力強度，MPa。 注：容器各元件（筒體、封頭、接管、法蘭及緊固件等）所用材料不同時，應取各元件材料Sm/S 比值中最小者。 3.8.4 氣密性試驗 儲存毒性程度為極度或高度危害介質的容器，即使滲漏微量氣體也是不允許的。對此種容器應在壓力試驗合格后，將安全附件安裝齊全，以等于設計壓力的試驗壓力進行氣密性試驗。 做氣壓試驗的容器，是否需要再做氣密性試驗，應在圖樣上規定。 需做氣密性試驗時，試驗壓力和要求，應在圖樣上注明。 3.9 應力分析的免除 當載荷的組合、部件的形狀、材料、邊界條件等符合本標準的規定，且分別滿足下列各條要求時，可免做5.1.2的應力分析。 3.9.1 分別滿足第7章、第8章、第9章及附錄A.4、附錄D、附錄I、附錄J等的規定者。 3.9.2 過去曾分析過與該容器或容器部件相類似的形狀、載荷條件，根據其分析結果，證明可以滿足第5章的規定者。 3.9.3 由異種材料組合的部件，能滿足3.9.3.1、3.9.3.2或3.9.3.3中任一條全部條件的異種材料焊接接頭。 3.9.3.1 環向焊接接頭 a） 不等厚材料連接時，是在設計應力強度高的材料一端加工斜坡或者進行了堆焊； b） 除壁厚、彈性模量不同之外，沒有其他不連續（如結構等的）之處； c） 滿足 。 其中Sm為材料的設計應力強度，E為彈性模量，角標1、2分別表示設計應力強度較低與較高的數值。 3.9.3.2 補強件與容器材料的組合，滿足10.2.5.3的規定。 3.9.3.3 除3.9.3.1、3.9.3.2以外的焊接接頭： a） 與3.9.3.1的a）條相同； b） 滿足 。 其中符號及角標與3.9.3.1的c）條的說明相同。 3.10 疲勞分析的免除 滿足3.10.1、3.10.2.1、3.10.2.2或3.10.3任一條所有要求時，可免做疲勞分析。 3.10.1 使用經驗 當所設計的容器與已有成功使用經驗的容器有可類比的形狀與載荷條件，且根據其經驗能證明不需要做疲勞分析者。但對下列情況所產生的不利影響應予特別注意： a） 非整體結構，如使用補強圈補強或角焊縫連接件； b） 管螺紋連接接頭，特別是管徑超過70mm； c） 螺柱連接件； d） 局部熔透的焊縫； e） 相鄰部件之間有顯著的厚度變化。 3.10.2 容器整體部件滿足3.10.2.1或3.10.2.2的全部條件時，可免作疲勞分析。 3.10.2.1 對于常溫抗拉強度Rm≤550MPa的鋼材，下列各項循環次數的總和不超過1000次。 a） 包括啟動與停車在內的全范圍壓力循環的預計（設計）循環次數； b） 壓力波動范圍超過設計壓力20％的工作壓力循環的預計（設計）次數。壓力波動不超過設計壓力20％的循環不限次數。大氣壓波動的影響不需考慮； c） 包括接管在內的任意相鄰兩點1）之間金屬溫差波動的有效次數。這種有效次數是將金屬溫差的波動循環次數乘以表3-4中所列的相應系數，再將所得次數相加而得到總次數； 表3-4 金屬溫度差波動系數 金屬溫度差波動，℃ 系數 ≤25 0 26～25 1 51～100 2 101～150 4 151～200 8 201～250 12 ＞250 20 d） 由熱膨脹系數不同的材料組成的部件（包括焊縫），當（α1－α2）ΔT＞0.00034時的溫度波動循環次數。其中α1與α2是兩種材料的平均熱膨脹系數，ΔT為工作時溫度總波動范圍。本規定不適用于復合材料的情況。 3.10.2.2 全部滿足a）～f）條的條件： a） 包括啟動與停車在內的全范圍壓力循環的預計（設計）循環次數，不超過附錄C的疲勞曲線中，以設計溫度下材料的設計應力強度Sm的3倍作為Sa所查得的循環次數。Sa為疲勞曲線中對應的應力幅值； b） 正常工作2）時的預計（設計）壓力循環范圍不超過 ；這里，p為設計壓力，Sa是在相應設計疲勞曲線中與規定的顯著壓力波動循環次數相對應的縱坐標值，Sm是設計溫度下材料的設計應力強度；如果規定的顯著壓力波動次數超過設計疲勞曲線上給出的最大循環數，Sa則取對應于曲線上最大循環次數的值。 顯著壓力波動是指范圍超過 的壓力波動，S值規定如下： ———————— 1）相鄰兩點的定義如下： 對于表面溫差： 回轉殼的經線方向L＝2.5 ； 對于平板上，L＝3.5a； 在此，L為兩相鄰點之間的最小距離，mm； R為垂直于表面從殼體中面量到回轉軸的半徑，mm； δ為所考慮點處部件的厚度，mm； a為板內加熱面積或熱點的半徑，mm。 如果Rδ萬之值是變化的，則用兩點的平均值。 對于沿厚度方向的溫差： 相鄰兩點定義為任何表面法線方向上的任意兩點。 2）正常工作是指除啟動與停車之外使容器發揮其應有的功能完成所規定的任何一組工作條件。 如果規定的整個工作循環數小于或等于106，S取為對應于所用設計疲勞曲線上106循環次數的Sa值；如果規定的整個工作循環次數超過106，則S值取設計疲勞曲線上給出的最大循環次數所對應的Sa值； c） 在正常工作及啟動與停車過程中，任何相鄰兩點之間的溫度差不超過 ；此處Sa是在規定的啟動與停車循環次數下從所用的設計疲勞曲線上查得的縱坐標值，E是在此兩點平均溫度下的彈性模量，α為此兩點平均溫度下的瞬時熱膨脹系數； d） 正常工作過程中，任意相鄰兩點間溫度差的波動范圍不超過 此處Sa是在相應的設計疲勞曲線中與規定的顯著溫度差波動的總循環數相對應的縱坐標值。 顯著溫度差波動是指總代數值范圍超過 的溫度差波動。此處S的規定與b）條相同； e） 對于用彈性模量和（或）熱膨脹系數不同的材料制成的部件，在容器正常工作下的溫度波動總代數值范圍不超過Sa/[2（E1α1－E2α2）]。此處Sa是在相應的設計疲勞曲線中與規定的顯著溫度波動次數相對應的數值。在平均溫度下兩種結構材料在瞬時熱膨脹系數α1和α2，彈性模量為E1與E2。顯著溫度波動是指整個變化范圍超過S/[2（E1α1－E2α2）]的溫度波動，此處S的規定與b）條相同。 若兩種材料所適用的設計疲勞曲線不同，使用本規定時應取較低的Sa值。這一規定不適用于復合材料的情況； f） 機械載荷（不包括壓力，包括管線反力）的波動范圍規定為由此而引起的應力范圍不超過Sa；此處Sa是在相應的設計疲勞曲線中與規定的顯著載荷波動總次數相對應的幅值。規定的總次數超過106時，則Sa為對應于106循環次數的幅值。 顯著載荷波動是指由該載荷所引起的應力強度總幅度超過由相應的設計疲勞曲線中與106循環所對應的Sa值。 3.10.3 帶補強圈的接管及非整體結構，滿足3.10.3.1或3.10.3.2的全部條件時，可免作疲勞分析。 3.10.3.1 對于常溫抗拉強度Rm≤550MPa的鋼材，下列各項循環次數的總和不超過400次。 a） 包括啟動與停車在內的全過程中，預計（設計）的壓力循環次數； b） 壓力波動范圍超過設計壓力15％的工作壓力循環的預計（設計）次數。壓力波動不超過15％設計壓力的循環不限次數。大氣壓波動的影響不需考慮； c） 包括接管在內的任意相鄰兩點之間金屬溫差波動的有效次數。這種有效次數是將金屬溫差波動的次數乘以表3-4中所列的相應系數，再將所得次數相加而得到總次數； 在計算相鄰兩點之間的溫度差時，僅考慮通過焊縫截面或整體實心截面的傳熱，而不考慮未焊接接觸面的傳熱； d） 由熱膨脹系數不同的材料組成的部件（包括焊縫），當（α1－α2）ΔT＞0.00034時的溫度波動循環次數。其中α1與α2是兩種材料的平均熱膨脹系數，ΔT為工作時溫度波動范圍。本規定不適用于復合材料的情況。 3.10.3.2將3.10.2.2的各項條件中的數值做如下調整： a） 用數值4代替3.10.2.2條件a）中的數值3； b） 用數值1/4代替3.10.2.2條件b）中的數值1/3； c） 用數值2.7代替3.10.2.2條件c）、d）、e）分母中的數值2；且滿足3.10.2.2全部要求。 4 名詞術語 4.1 應力強度 stress intensity 系組合應力基于第三強度理論的當量強度，規定為給定點處最大剪應力的2倍，即給定點處最大主應力與最小主應力的代數值（拉應力為正值，壓應力為負值）之差。 4.2 總體結構不連續 gross structural discontinuity 系指幾何形狀或材料的不連續，使結構在較大范圍內的應力或應變發生變化，對結構總的應力分布與變形產生顯著影響。 總體結構不連續的實例如：封頭、法蘭、接管、支座等與殼體的連接處，以及不等直徑或不等壁厚的殼體連接處等。 4.3 局部結構不連續 local structural discontinuity 系指幾何形狀或材料的不連續，它僅使結構在很小范圍內的應力或應變發生變化，對結構總的應力分布和變形無顯著影響。例如：小的過渡圓角處，殼體與小附件連接處，以及未全熔透的焊縫等。 4.4 法向應力 normal stress 是垂直于所考慮截面的應力分量，也稱為正應力。 通常法向應力沿部件厚度的分布是不均勻的，此應力由兩種成分組成，一是均勻分布的成分，它等于沿該截面厚度應力的平均值；另一是隨著截面厚度各點位置不同而變化的成分。 4.5 剪應力 shear stress 是與所考慮截面相切的應力成分。 4.6 薄膜應力 membrane stress 是沿截面厚度均勻分布的應力成分，它等于沿所考慮截面厚度的應力平均值。 4.7 彎曲應力 bending stress 彎曲應力是法向應力的變化分量，沿厚度上的變化可以是線性的，也可以不是線性的。其最大值發生在容器的表面處，設計時取最大值。本標準是指線性彎曲應力。 4.8 一次應力 primary stress 為平衡壓力與其他機械載荷所必須的法向應力或剪應力。 對理想塑性材料，一次應力所引起的總體塑性流動是非自限的，即當結構內的塑性區擴展到使之變成幾何可變的機構時，達到極限狀態，即使載荷不再增加，仍產生不可限制的塑性流動，直至破壞。一次應力分為以下三類： a） 一次總體薄膜應力Pm general primary membrane stress 影響范圍遍及整個結構的一次薄膜應力。在塑性流動過程之中一次總體薄膜應力不會發生重新分布，它將直接導致結構破壞。例如：各種殼體中平衡內壓或分布載荷所引起的薄膜應力： b） 一次局部薄膜應力PL primary local membrane stress 應力水平大于一次總體薄膜應力，但影響范圍僅限于結構局部區域的一次薄膜應力。 當結構局部發生塑性流動時，這類應力將重新分布。若不加以限制，則當載荷從結構的某一部分（高應力區）傳遞到另一部分（低應力區）時，會產生過量塑性變形而導致破壞。總體結構不連續引起的局部薄膜應力，雖具有二次應力的性質，但從方便與穩妥考慮仍歸入一次局部薄膜應力。 局部應力區是指經線方向延伸距離不大于1.0 ，應力強度超過1.1Sm的區域。（此處R是該區域內殼體中面的第二曲率半徑，即沿中面法線方向從殼體回轉軸到殼體中面的距離；δ為該區域內的最小壁厚）。局部薄膜應力強度超過1.1Sm的兩個相鄰應力區之間應彼此隔開，它們之間沿經線方向的間距不得小于2.5 （其中，Rm＝ （R1+R2），δm＝ （δ1+δ2）。而R1與R2分別為所考慮兩個區域的殼體中面第二曲率半徑；δ1與δ2為每一所考慮區域的最小厚度。 一次局部薄膜應力的例子是：在殼體的固定支座或接管處由外部載荷和力矩引起的薄膜應力； c） 一次彎曲應力Pb primary bending stress 平衡壓力或其他機械載荷所需的沿截面厚度線性分布的彎曲應力。 一次彎曲應力的例子是：平蓋中心部位由壓力引起的彎曲應力。 4.9 二次應力Q secondary stress 為滿足外部約束條件或結構自身變形連續要求所須的法向應力或剪應力。二次應力的基本特征是具有自限性，即局部屈服和小量變形就可以使約束條件或變形連續要求得到滿足，從而變形不再繼續增大。只要不反復加載，二次應力不會導致結構破壞。 例如：總體熱應力和總體結構不連續處的彎曲應力。 4.10 峰值應力F peak stress 由局部結構不連續或局部熱應力影響而引起的附加于一次加二次應力的應力增量。峰值應力的特征是同時具有自限性與局部性，它不會引起明顯的變形；其危害性在于可能導致疲勞裂紋或脆性斷裂。非高度局部性的應力，如果不引起顯著變形者也屬于此類。 例如：殼體接管連接處由于局部結構不連續所引起的應力增量中沿厚度非線性分布的應力；復合鋼板容器中復層的熱應力。 4.11 載荷應力 load stress 由壓力或其他機械載荷所引起的應力。 4.12 熱應力 thermal stress 由結構內部溫度分布不均勻或材料熱膨脹系數不同所引起的自平衡應力；或當溫度發生變化，結構的自由熱變形被外部約束限制時所引起的應力。 熱應力分為兩種： a） 總體熱應力。 當解除約束之后，會引起結構顯著變形的熱應力。當這種應力在不計應力集中的情況下已超過材料屈服強度的2倍時，連續的熱循環可引起塑性疲勞或遞增塑性變形。故此種應力屬于表4-1中的二次應力。 總體熱應力的例子： 圓筒中，由于軸向溫度梯度所引起的應力； 由殼體與接管間的溫度差所引起的應力； 圓筒中由于徑向溫度梯度所引起的當量線性應力1）。 b） 局部熱應力。 解除約束后，不會引起結構顯著變形的熱應力。這種應力僅需在疲勞分析中加以考慮。因此，屬于表4-1中的峰值應力。 局部熱應力的例子； 容器壁上小范圍局部過熱處的應力； 筒體中由于徑向溫度梯度所引起的實際應力與當量線性應力之差； 復合鋼板中因復層與基體金屬膨脹系數不同而在復層中引起的熱應力。 表4-1 一些典型情況的應力分類 容器部件 位置 應力的起因 應力的類型 所屬種類 圓筒形或球形殼體 遠離不連續處的筒體 內壓 總體薄膜應力 沿壁厚的應力梯度 Pm Q 軸向溫度梯度 薄膜應力 彎曲應力 Q Q 和封頭或法蘭的連接處 內壓 薄膜應力 彎曲應力 PL Q 任何筒體或封頭 沿整個容器的任何截面 外部載荷或力矩， 或內壓 沿整個截面平均的總體薄膜應力。應力分量垂直于橫截面 Pm 外部載荷或力矩 沿整個截面的彎曲應力。應力分量垂直于橫截面 Pm 在接管或其他開孔的附近 外部載荷或力矩，或內壓 局部薄膜應力 彎曲應力 峰值應力（填角或直角） PL Q F 任何位置 殼體和封頭間的溫差 薄膜應力 彎曲應力 Q Q 碟形封頭或錐形封頭 頂部 內壓 薄膜應力 彎曲應力 Pm Pb 過渡區或和簡體連接處 內壓 薄膜應力 彎曲應力 PL Q 容器部件 位置 應力的起因 應力的類型 所屬種類 平蓋 中心區 內壓 薄膜應力 彎曲應力 Pm Pb 和筒體連接處 內壓 薄膜應力 彎曲應力 PL Q2） 多孔的封頭或簡體 均勻布置的典型管孔帶 壓力 薄膜應力（沿橫截面平均） 彎曲應力（沿管孔帶的寬度 平均，但沿壁厚有應力梯度） 峰值應力 Pm Pb F 分離的或非典型的孔帶 壓力 薄膜應力 彎曲應力 峰值應力 Q F F 接管 垂直于接管軸線的橫截面 內壓或外部載荷或力矩 總體薄膜應力（沿整個截面平均）。應力分量和截面垂直 Pm 外部載荷或力矩 沿接管截面的彎曲應力 Pm 接管壁 內壓 總體薄膜應力 局部薄膜應力 彎曲應力 峰值應力 Pm PL Q F 膨脹差 薄膜應力 彎曲應力 峰值應力 Q Q F 復層 任意 膨脹差 薄膜應力 彎曲應力 F F 任意 任意 徑向溫度分布3） 當量線性應力 應力分布的非線性部分 Q F 任意 任意 任意 應力集中（缺口效應） F 1） 必須考慮在直徑—厚度比大的容器中發生皺褶或過度變形的可能性。 2） 若周邊彎矩是為保持平蓋中心處彎曲應力在允許限度內所需要的，則在連接處的彎曲應力可劃為Pb類；否則，劃為Q類。 3） 應考慮熱應力棘輪的可能性。 ———————— 1） 當量線性應力的定義：沿厚度與實際應力分布具有相同純彎矩的線性分布應力。 4.13 工作循環 operating cycle 是指由初始狀態進入新狀態，隨后又回到初始狀態開始點的過程。工作循環有三種情況： a） 啟動停止循環。 以大氣壓力或大氣溫度為一個極值，而正常工作條件為另一極值的任一工作循環； b） 正常工作循環。 從啟動到停止之間，容器為了實現其預期目的所需的任何工作循環； c） 設計中必須考慮的任何緊急狀態或異常情況由起始到恢復的循環。 4.14 應力循環 stress cycle 是指應力由某初始值開始，經過代數最大值和代數最小值，然后又返回初始值的循環。一個工作循環可以引起一個或多個應力循環。 4.15 變形 deformation 是指元件形狀或尺寸的改變。 4.16 非彈性 Inelasticity 是材料的一般性質。即：當卸去全部外加載荷后材料不再恢復到原來的（未變形的）形狀與尺寸。塑性和蠕變是非彈性中的特殊情況。 a） 塑性plasticity 材料中應力超過屈服極限后發生與時間無關的不可恢復的變形。塑性狀態有兩個主要特點： 應力與應變之間的關系是非線性的； 應力與應變之間的關系非單值對應，與加載歷史有關； b） 塑性分析 plastic analysis 是一種考慮材料塑性特征（包括發生在結構中的應變硬化和應力再分配）來計算給定載荷下結構狀態的方法（當涉及沖擊或其他動力載荷時應變率影響可能是重要的）； c） 塑性不穩定載荷 plastic instability 在主要受拉伸或壓縮載荷的構件中，塑性不穩定載荷是指在不增加載荷的情況下，能產生無限塑性變形的載荷。此時，構件中的真應力比材料應變硬化效應所能提供的抗力增加得更快； d） 應變極限載荷 strain limiting load 限定應變為某一極限值時，對應該應變極限的載荷； e） 極限分析 limit analysis 假設材料為理想塑性、結構處于小變形狀態時，研究塑性極限狀態下的結構特性。是塑性力學的一種分析方法。 在極限狀態下，結構內的應力與變形若同時滿足：極限條件、破損機構條件、平衡條件、幾何條件，以及給定的邊界條件，這樣的解即為極限分析的完全解。 在極限分析中常采用下限定理與上限定理。下限定理是：在所有與靜力容許應力場（滿足平衡條件且不違背極限條件的應力場）對應的載荷中，最大的載荷為極限載荷。上限定理是：在所有與機動容許位移場（滿足幾何可能條件形成破損機構的位移場）對應的載荷中，最小的載荷為極限載荷。由上、下限定理得到的分別稱為上限解、下限解，當二者相同時即為完全解； f） 極限載荷 collapse load 用極限分析方法求得的，以理想塑性材料（無應變硬化的）構成的結構所能承受的最大載荷。在此載荷下，結構的變形將無限制地增大，從而失去承載能力。這種狀態稱為結構的塑性極限狀態，對應于此狀態的載荷稱為極限載荷； g） 塑性鉸 plastic hinge 是用在梁、剛架、板、殼等結構極限分析中的理想化概念。以梁為例，當梁的某一截面全部進入塑性狀態后，該處曲率變化率可以任意地增大，稱該點處出現了一個塑性鉸。在梁或剛架中出現的塑性鉸數目足以使結構變成幾何可變的機構時，結構即處于塑性極限狀態。 在極限狀態下，板中會出現塑性鉸線，它是塑性鉸的連線。殼體結構中除出現塑性鉸線外，還要求某些區域的薄膜應力達到屈服點后才會進入極限狀態； h） 蠕變creep 是非彈性的一種特殊情況。這種非彈性狀態是在載荷作用下由應力引起的、應變隨時間變化的現象。由于蠕變，材料在某瞬時的應力狀態一般不僅與該瞬時的變形有關，而且與該瞬時前的變形歷史有關。在所有外加載荷撤除以后，仍有可能產生與時間有關的較小變形： i） 棘輪現象 ratcheting 一個構件當經受機械應力、熱應力，或者兩者全有的循環作用，而產生逐次遞增的非彈性變形，稱為棘輪現象。 熱應力棘輪現象是部分或完全地由熱應力引起的； j） 安定性 shakedown 結構除在初始階段少數幾個載荷循環中產生一定的塑性變形外，在繼續施加的循環外載荷作用下不再發生新的塑性變形，或者說不出現塑性疲勞或棘輪現象。此時稱結構處于安定狀態。 4.17 疲勞 fatigue 在循環加載條件下，發生在結構某點處局部的、永久性的損傷遞增過程，經足夠的應力或應變循環后，損傷累積可使材料產生裂紋，或使裂紋進一步擴展至完全斷裂。 5 分析設計的一般準則 5.1 總則 5.1.1 本章給出了分析設計的基本準則。適用于3.10免做疲勞分析的容器設計；對必須進行疲勞分析的容器還應符合附錄C的規定。 5.1.2 進行分析設計的容器應根據本章的設計準則，采用附錄A、附錄K提供的分析計算方法與原則進行分析，也可采用其他可靠的分析方法（如有限元法）或實驗方法進行分析。 5.1.3 設計應使結構中的各類應力強度不超過5.3規定的許用極限。 5.1.4 應力強度的確定 本章所述應力均系結構中的彈性名義應力，即無論載荷多大假定結構材料始終為線彈性時所求得的計算應力。并用本節規定的原則考慮結構的塑性極限承載能力與安定性。 本章規定對復合應力狀態采用最大剪應力理論作為失效理論。 5.2 應力強度計算 按下列步驟計算應力分量并歸類，對不同類的應力分量分別計算其主應力，進而求得各不同類的應力強度。 5.2.1 在所考慮的點上，選取一正交坐標系，經向、環向與法向分別用x、θ、y表示，用σx、σθ和σy表示該坐標系中的正應力分量，τxθ、τxz、τzθ表示該坐標系中的剪應力分量。 5.2.2 計算在各種載荷作用下的各應力分量，并根據4.6～4.10的定義將各組應力分量分別歸入以下的一類： a） 一次總體薄膜應力Pm[（見4.8a）]； b） 一次局部薄膜應力PL[（見4.8b）]； c） 一次彎曲應力Pb[（見4.8c）]； d） 二次應力1） Q[（見4.9）]； e） 峰值應力 F[（見4.10）]。 表5-1 應力分類及應力強度極限值 應力種類 一次應力 二次應力 峰值應力 總體薄膜 局部薄膜 彎曲 說明（例子見表4-1） 沿實心截面的平均一次應力。 不包括不連續和應力集中。 僅由機械載荷引起的 沿任意實心截面的平均應力。 考慮不連續但不包括應力集中。 僅由機械載荷引起的 和離實心截面形心的距離成正比的一次應力分量。 不包括不連續和應力集中。 僅由機械載荷引起的 為滿足結構連續所需要的自平衡應力。 發生在結構的不連續處，可以由機械載荷或熱膨脹差引起的。不包括 局部應力集中 （1）因應力集中（缺口）而加到一次或二次應力上的增量。 （2）能引起疲勞但不引起容器形狀變化的某些熱應力 符號1） Pm PL Pb Q2） F2） 應力分量的組合和應力強度 的許用極限 1）符號Pm、PL、Pb、Q和F不是只表示一個量，而是表示σx、σθ、σy、τxθ、τθz、τxz一組共六個mm分量。疊加是指每種分量各自分別疊加。 2）屬于Q類的應力組是指扣除該點處一次應力后，由于熱梯度與結構不連續引起的應力；應注意的是，通常，詳細的應力分析給出的是一次應力與二次應力之和Pm（或PL）+Pb+Q，而不單是二次應力Q；同樣，F類應力是指由局部應力集中引起的名義應力的增量部分；例如，一塊板中有名義應力S，連接處具有應力集中系數K1，那么Pm=S，Pb=Q=0，F=Pm（K1－1），則峰值應力強度由K1Pm算得。 3）系數K由表3-3給出。 4）此處所限制的應是一次加二次應力強度的范圍，而3Sm值應取正常工作循環時（周期性運行期間）最高與最低溫度下材料Sm的平均值之3倍。在確定一次加二次應力范圍時，應考慮各種不同來源的工作循環的重疊，因而總的應力強度范圍可能超出任一單獨的循環的范圍。由于在每一特定的工作循環或循環組合中對應的溫度范圍可能是不相同的，因而相應的品值也可以是不相同的，所以對這些工作循環或循環組合下限定不允許超出的3Sm值應當小心地確定。 5）Sa從附錄C的疲勞曲線得到，對于全幅度的脈動循環，允許的峰值應力強度值（指應力強度范圍）應為2Sa。 ———————— 1） 對于二次應力，無需區分薄膜成分及彎曲成分，因為二者許用應力強度值相同。 5.2.3 將各類應力按同種分量分別疊加，得到Pm組、PL組、PL+Pb組、PL+Pb+Q組和PL+Pb+Q+F組共五組應力分量，每組六個。 5.2.4 由每組六個應力分量，計算每組的主應力σ1、σ2、σ31）。 5.2.5 對于每組三個主應力，計算主應力差： σ12=σ1－σ1 σ23=σ2－σ3 σ31=σ3－σ1 在每組σ12、σ23和σ31中，取絕對值最大者作為該組的應力強度，即可得到： 一次總體薄膜應力強度SⅠ（由Pm算得）； 一次局部薄膜應力強度SⅡ（由PL算得）； 一次薄膜（總體或局部）加一次彎曲應力強度SⅢ（由PL+Pb算得）； 一次加二次應力強度SⅣ（由PL+Pb+Q算得）； 峰值應力強度SⅤ（由PL+Pb+Q+F得）。 5.3 各類應力強度的許用極限 按5.2所求得的五個基本的應力強度值，應依次滿足下列各條對許用極限的規定（K按表3-3選?。?5.3.1 一次總體薄膜應力強度SⅠ的許用極限為KSm。 5.3。2一次局部薄膜應力強度SⅡ的許用極限為1.5KSm。 5.3.3 一次薄膜加一次彎曲應力強度SⅢ的許用極限為1.5KSm。 5.3.4 一次加二次應力強度SⅣ的許用極限為3Sm2）。 5.3.5 峰值應力強度SⅤ的許用極限 是由給定操作壓力、其他給定的機械載荷以及總體與局部熱效應包括總體與局部結構不連續效應所引起的，沿截面厚度任意點上的全部一次應力、二次應力和峰值應力的總和所導出的應力強度。 峰值應力強度的許用極限取決于導出它的應力差的幅值及其作用次數，該應力強度應按附錄C中由疲勞曲線得到的許用值進行評定。 5.4 塑性分析的運用 若采用塑性分析，可不遵循5.3所列相關的應力強度許用極限的規定。