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缺口试样在弹性状态下的局部应力和局部应变1. 应力集中和应变集中一薄板的中心边缘开缺口，并承受拉应力σ作用。
缺口部分不能承受外力，这一部分外力要有缺口截面其他部分材料来的承担，因而缺口根部的应力最大。
或者说，远离缺口处的截面上的力线的分布是均匀的，而在缺口截面上，由于截面突然缩小，力线密度增加，越靠近缺口根部力线越密，出现所谓应力集中的现象。
应力集中程度以应力集中系数表示之：maxmax l t nl n K σσσσ=－缺口截面轴向最大应力－缺口净截面平均轴向应力（名义应力）K t 和材料性质无关，只决定于缺口几何形状（所以又称为几何应力集中因子或弹性应力集中因子）。
例如：1t K =+圆孔：3t K ≈ （无限宽板）应力集中必然导致应变集中，在弹性状态下，有：Eσε=则：maxmax l t nl t n n K K K EEεσσεεε⋅===⋅=⋅ 即在弹性状态下，应力集中系数和应变集中系数相同。
2. 多轴应力状态由图可见，薄板开有缺口承受拉应力后，缺口根部还出现了横向拉伸应力σx ，它是由材料的横向收缩引起的。
可以设想，加入沿x 方向将薄板分成很多细小的纵向拉伸试样，每一个小试样受拉伸后都能产生自由变形。
根据小试样所处的位置不同，它们所受的纵向拉伸应力σy 大小也不一样，越靠近缺口根部，σy 越大，相应的纵向应变εy 也越大（应力应变集中）。
每一个小试样在产生纵向应变εy 的同时，必然也要产生横向收缩应变εx ，且εx =-νεy 。
如果横向应变能自由进行，则每个小试样必然相互分离开来。
但是，实际上薄板是弹性连续介质，不允许各部分自由收缩变形。
由于这种约束，各个小试样在相邻界面上必然产生横向拉应力σx ，以阻止横向收缩分离。
因此，σx 的出现是金属变形连续性要求的结果。
在缺口截面上σx 的分布是先增后减，这是由于缺口根部金属能自由收缩，所以根部的σx =0。
自缺口根部向内部发展，收缩变形阻力增大，因此σx 逐渐增加。
锚下局部应力验算本设计锚具采用OVMl5-19型锚，锚垫板尺寸320mm×310mm×240mm，锚板φE=217，F=90，螺旋筋φG=400，φH=20，I=60mm，N=8，孔距280mm。
1：抗压强度公式：N j≤N u=0.6(βR a+2μtβ2he R g)*A c从《桥梁施工及组织管理》P47上可查到：混凝土锚块的最小外廓尺寸：a=400十50=450(mm)取锚块的尺寸为550cm×470cm(中间由直径100mm的预应力孔道)，故A d=470×550－1002×π/4=250650(mm2)锚垫板面积：A c=3202－1002×π/4=94550(mm2)β=(Ad/Ac) 1/2 =1.6282螺旋筋：a j=20×20×π/4=314(mm2)d he=400mm,S=60mm, R g=240MPa,R a=28.5MPaμt=4(a j/d he)*s=0.0523A he=(4002－1002)×π/4= (mm2)> A c=117750(mm2)故N u=βhe=(A he/A c)1/2=1.1162μtβ2he R g =31.3 βR a =46.4因为2μtβ2he R g >0.5βR a故0.6(βR a+2μtβ2he R g)*A c 应变为0.9βR a A c0.9βR a A c =3948(kN) (kN)锚固处力(锚下力以张拉预应力钢束16#时为最大)：N j = 1230*2260=2780(KN)＜N u=3948(kN)故满足局部承压要求。
2．抗裂性验算由《结构设计原理》P201可查到，公式:N j≤N f=0.09α(AR l+45A g)α=V/(1-λ) ≤10对于局部承压构件需要进行抗裂性验算。
而本设计中垫板为矩形，故：V= 2,b=320mm，h=60×8=480mm。
1引言局部应力应变法是在缺口应变分析和低周疲劳基础上发展起来的一种疲劳寿命估算方法，因此，它特别适用于低周疲劳。
而推广应用于高周疲劳时，由于它没有考虑表面加工和尺寸等因素的影响(这些因素对低周疲劳无影响，而对高周疲劳的影响则是不可忽视的)，就存在一些明显的不足，因此，本文对局部应力应变法应当如何考虑表面加工等因素的影响问题进行了专门研究。
另外，单轴载荷下的局部应力应变法已经比较成熟，而多轴应力下的局部应力应变法则研究较少，很不成熟。
为了能将局部应力应变法成功地应用于多轴疲劳，本文还对多轴应变下的局部应力应变法进行了研究。
2多轴应变下的局部应力应变法2.1对称循环对于结构钢，可使用单轴载荷下的方法，分别得出第一主应力方向、第二主应力方向和第三主应力方向的局部应变-时间历程和局部应力-时间历程，并对最大主应力用雨流法或有效系数法进行循环计数，判别出一系列封闭的滞回环。
再根据每个滞回环的三个主应变范围值，按第四强度理论或第三强度理论进行等效应变范围计算及寿命估算。
2.1.1按第四强度理论等效应变εq的表达式为：(1)式中：ε1、ε2、ε3——第1、第2和第3主应变；ν——泊松比。
将上式改写为应变范围的形式，可得：(2)令：(3)则得：(4)再将单轴载荷下的应变-寿命曲线中的Δε用等效应变范围Δεq取代，并与式(3)联立可得：(5)上式右侧第一项为弹性分量，其ν值等于0.3；而第二项为塑性分量，其ν值等于0.5。
这样便可以将第一项的ν值以0.3代入，第二项的ν值以0.5代入。
于是，上式可以变为：(6)由式(4)可知，Δε′q与ν值无关，因此就可以很方便地利用式(6)进行寿命估算，式(6)便是第四强度理论的多轴疲劳应变-寿命曲线。
在进行损伤计算时，需要使用Δεqp／Δεqe值，Δεqp为等效塑性应变范围，Δεqe为等效弹性应变范围，它们用下面方法算出：对峰谷点分别用下式计算等效应力范围Δσq：(7)则：(8)对于Δεqp，可以先由式(3)得：Δε′q=(1+ν)Δεq=1.3Δεqe+1.5Δεqp从而可得：(9)进行损伤计算的方法和所采用的损伤式均与单轴应力相同，只须在计算时以Δεqe代替Δεe，Δεqp代替Δεp，并以式(6)代替单轴载荷下的应变-寿命曲线。
局部应力应变法局部应力应变法传统的局部应力应变法以Manson 一Coffin 公式为材料疲劳性能曲线.以应力集中处的局部点应力作为衡量结构受载严重程度的参数.这一方法在大应变低寿命时与实际情况符合很好.但进人高周疲劳，由于Manson 一Coffin 公式与实验结果的差距逐渐增大，由于缺口根部塑性的消失而使应力梯度变大，致使传统的局部应力应变法过低地估计了结构的疲劳寿命.就实际工程结构而育，通常受到随机载荷的作用，在大多数情况下，载荷谱中的高载处于低周疲劳阶段，大多数的中低级载荷处于高周疲劳阶段，所以寻找一个同时适用于高周和低周疲劳寿命估算的方法是其有很大实际意义的。
( ε-f N ) 曲线是是重要的材料疲劳性能曲线，在局部应力应变法中，它是结构疲劳寿命估算的基本性能数据。
传统的局部应力应变法采用Manson-Coffin 公式来描述''(2)(2)f b c a f f f N N E σεε=+ (1)Manson-Coffin 公式虽然在工程上得到了广泛的应用，但也存在着一些严重的不足：①大多数金属材料按Manson-Coffin 分解后的塑性线不能很好地用直线来拟合，而是向下弯曲的曲线；②Manson-Coffin 公式仅适用于解决低周疲劳寿命的计算，而在高周疲劳时计算出的寿命与实验结果相差较大；③当（1）式中的f N 趋于无穷时，ε趋于零，即Manson-Coffin 公式没有反映出的疲劳极限，这与实际情况不符。
文献[1]针对传统的局部应力应变法存在的这两个缺陷，提出解决这一问题的方法:用等效应变一寿命曲线或四参数应变一寿命曲线替换Manson 一Coffin 公式，用更合适的缺口疲劳系数或缺口场强度来描述缺口受载的严重程度，希望将传统的局部应力应变法推广到高周疲劳寿命的估算。
四参数（ε-f N ）曲线：在中高疲劳区（1）式已不太适用，文献[2]提出了一个四参数的（ε-f N ）曲线拟合公式2013lg(/)lg *ln{}lg(/)t f t A N A A A εε?=+? (2) 式中：为四个回归参数。
局部应力分析
局部应力是指对固体中的极小体积内的应力，即在零点上及其周围极
小体积内，各向同性、四方均衡地分布的应力。
它是固体应力的基本概念，反映了固体及其组成单元（原子、分子或离子）的强度及稳定性等基本性质，在固体力学、固体物理、固体化学等学科中有着重要的意义。
局部应
力分析首先是对固体构成单元的内部间隙和受力位置进行计算，然后用计
算结果作为基准，通过分析、计算和比较来分析不同材料特性，这些特性
包括强度、硬度、耐磨性、抗拉强度等。
同时，也可以用局部应力分析来
检测材料变形、裂纹出现及其发展规律，从而确定材料寿命和使用寿命，
从而更好地控制材料的安全使用。
局部应力应变分析法在静态方法中，常用的局部应力应变分析方法有三种：线弹性解法、非线性有限元法和局部拉伸演变法。
线弹性解法是指基于线弹性材料模型进行的应力应变分析。
该方法适用于线弹性材料，在局部区域内根据材料的线弹性特性，通过求解弹性力学方程得到应力和应变的分布情况。
非线性有限元法是指通过有限元分析方法，考虑材料的非线性特性进行的应力应变分析。
该方法适用于材料存在非线性行为的情况，可以更准确地描述材料的应力和应变分布。
局部拉伸演变法是指通过对材料进行局部拉伸或压缩，观察材料的应力应变行为，推断材料的局部应力应变分布。
该方法适用于对材料进行局部应变实验的情况，可以直接观测到材料的应力和应变的分布情况。
在动态方法中，常用的局部应力应变分析方法有高速摄影、应变计和激光光弹法。
高速摄影是指采用高速摄影技术对材料或结构进行快速动态观测，通过观察影像的变化来分析局部应力应变分布。
该方法适用于高速冲击或振动实验，可以直观地观察到材料或结构的应力和应变分布情况。
应变计是一种用于测量材料或结构应变的传感器。
通过将应变计安装在材料或结构的局部区域，可以测量该区域的应变，并根据线弹性理论求解应力分布。
该方法适用于对局部应变进行精确测量的情况，可以得到较准确的局部应力应变分布。
激光光弹法是一种利用激光照射材料或结构，通过测量激光的反射或散射来分析材料的应力应变分布的方法。
该方法适用于光学材料或结构，可以非接触地获取材料或结构的应力和应变分布情况。
综上所述，局部应力应变分析法是研究材料或结构在局部区域的应力和应变分布的一种方法。
通过静态方法和动态方法，可以使用不同的分析技术来研究局部应力应变分布。
这些方法在工程设计和材料研究中具有广泛的应用，可以帮助工程师和科学家更好地理解材料和结构的性能，并进行相应的设计和改进。
"0“ ■节能减排耳式支座处筒体局部应力的校核方法金刚' 金东杰' 张卷」(I.生态环境部核与5M102445)《2.中核能源科技.北京】CO193)〔摘要］XB/T 47065.3. HC/T20582和AD2000等标次梃出耳式支成处荷依的届部应力校核方法并功其迁行讨论. ［关说词】耳式昆应；局都成力；压力孝ZS为控制压力容器耳式支座处的筒体局部应力，NBTT47065.3-20XX ＜容器支座第3局部：耳式支座》标准给出了耳式支座对筒体的弯矩计算公式叫并要求设计人员应校核耳式支座处圆筒所受支座弯矩不超过许用弯矩，并在附录B中给出了部分耳式支座处筒体的允许弯矩值。
但附录B只给出了压力小于的容器筒体的允许弯矩值，并不能完全满足设计要求，这就需要设计人员对耳式支座处的筒体局部应力进行校核•保证简体局部应力满足设计要求，I 470653的筒体局部应力计算方法在耳式支座处筒体应力的校核采用如下公式退行：M L＜［M L］⑴式中：Mr —耳式支座处筒体所受的支座弯矩,kN・m：(MJ-耳式支座处筒体的许用弯矩. kN・m.M L可根据支座的实际栽荷和对筒体的作用力肾娠积求出，计算比拟方便。
但对于［Meh当超出附荥B的范围时，计算方法比拟夏杂。
标准的编制说明中绐出了容器筒体限定的支座许用外弯矩的计算方法，该方法参照了AD标准S3/4ASMEVM・2或JB4732《钢制压力容器分析设计标准》等标准对其应力强度进行分类和评定。
2 HG/T 20582中简休局部应力校核方法HG/T 20582-20XX ＜钢制化工容器强度计算规定》⑵第26章参考WRC第107号公报，提出了未开孔的圆筒上承受局部外裁荷模型求取圆简上的局那应力方法.该方法可以用亍类似耳式支座等外载荷的校核,该标准计算中不仅考虑了支座弯矩对筒体的作用，还考虑了支座反力对简体的町切应力，如图I所示。
在模型的简化过程中. 将支座视为炬形实心附件，当无垫板或垫板宽度小于局部应力的衰M范围时，矩形附件的尺寸为2QX2C：(如图1) .当垫板宽度超过局部成力的衰减范围时，此时在计并筒体的局部应力时除筒体厚度以外可计入垫板厚度，进行筒体的局部应作者简介：*»! (1964-).男，北京人，大学本科学历，商级轻济痔.从事进口核竣设修技术研究和曾理工作.3 AD标准中简体局部应力的校核方法AD 2000囚标准标准S3/42所示的A、AD2000标准将支座垫板视为实心矩形附件，无垫板时也可将支座最大外形尺寸视为实心矩形附件，之后也参考了WRC 第107号公报对筒体的局 部应力进行计算。
《工业金属管道设计规范》GB50316局部修订条文（第2号）2002年8月2.2符号T t n―――主管名义壁厚修改原因：原文错印为T m。
3.2.3.3确定许用应力的基准表3.2.3-2修改原因：原文错印为σt n╱1.5。
5.4.4.2 支管连接应符合支管连接焊缝的形式（图5.4.4-1）的结构要求。
补强应符合本规范的规定。
当用于剧烈循环操作条件时，不应采用图5.4.4-1中（a）、（c）的结构。
修改原因：原条文关于焊缝形式的论述用“应采用……”，容易造成选用上的误会，现修改为排除性的“不应采用……”。
5.4.4.3 公称压力大于或等于10MPa的管道，主支管为异径时，不宜采用焊接支管，宜采用三通或在主管上开孔并焊接支管台。
当主支管为等径时，应采用三通。
修改原因：将设计压力修改为公称压力，即考虑了温度的影响，表述更明确。
5.4.4.6主管外径与厚度之比{D o╱（T tn＋C1m）}大于或等于100时，支管外径应小于主管外径的1/2。
当主管{D o╱（T tn＋C1m）}大于或等于100，及支管外径大于或等于主管外径的1/2时，应将主管局部（支管连接范围内）加厚。
等径的支管连接应符合下列（2）的规定。
异径支管连接应按下列（1）或（2）之一的规定选用：（1）支管连接范围内的主管采用一段特殊供应的加厚管并制作焊接支管，主管壁厚的较大值进行圆整到产品厚度。
加厚的主管应取（T tn＋T t）或（D o╱100）＋C1m长度不应小于标准三通主管总长度或两倍支管内径的较大值。
（2）采用管径在三通的标准规格范围内的标准三通，主管壁厚应大于（D o╱100）＋C，加厚主管长度应符合（1）的主管长度规定，如标准三通长度不足，应在两1m端加短管接长。
（3）主管加厚后，其端部应符合附录H中第H.2.2条的规定。
修改原因：支管选用作了补充规定。
5.9.2.7 B类流体的管道用锥管螺纹连接时，公称直径不应大于20mm，且应采用密封焊。
中华人民共和国行业标准水工预应力锚固设计规范条文说明目次１总则（３）…………………………………………………………………………………………３一般规定（４）……………………………………………………………………………………３．１基本资料（４）……………………………………………………………………………３．２锚杆材料（５）……………………………………………………………………………３．３锚固设计的基本内容（６）………………………………………………………………４锚杆体的选型与设计（１０）………………………………………………………………………４．１锚杆体的选型（１０）………………………………………………………………………４．２锚杆体的结构设计（１２）…………………………………………………………………４．３锚杆体的防护设计（１５）…………………………………………………………………４．４张拉力的控制和张拉程序设计（１６）……………………………………………………５岩体预应力锚固设计（１６）………………………………………………………………………５．１岩质边坡（１６）……………………………………………………………………………５．２坝基（１８）…………………………………………………………………………………５．３地下洞室（１９）……………………………………………………………………………６水工建筑物的预应力锚固设计（２１）……………………………………………………………６．１预应力闸墩（２１）…………………………………………………………………………６．２闸室、挡墙（２３）…………………………………………………………………………６．３水工建筑物的补强加固（２４）……………………………………………………………７试验与监测设计（２５）……………………………………………………………………………７．１材料及被锚固介质特性的检验（２５）……………………………………………………７．２锚杆的整体性试验（２５）…………………………………………………………………７．３锚固效果的原位监测设计（２５）…………………………………………………………制定说明预应力锚固技术作为对边坡、围岩、基础和各种建筑物的加固手段，已经有了很大的发展和广泛的应用。
斜拉桥索塔锚固区局部应力分析斜拉桥索塔锚固区局部应力分析引言：斜拉桥作为一种重要的桥梁形式，具有结构简洁、视觉效果好、跨度大等优点，因此在现代桥梁工程中得到了广泛应用。
而索塔是斜拉桥中的重要组成部分，起着承受桥面荷载，确保桥梁稳定性的关键作用。
索塔的锚固区是承受巨大张拉力的重要区域，其局部应力分析对保证斜拉桥的安全运行至关重要。
一、斜拉桥索塔锚固区的结构组成索塔锚固区是斜拉桥设计中的关键部分，其结构组成主要包括索带、端头锚固装置以及混凝土构件。
索带是负责承受桥梁荷载的关键部分，一般由高强度结构钢材料制成，具有很高的抗拉强度。
端头锚固装置用于固定索带，将其连接到混凝土构件上。
混凝土构件通常包括锚块和均应力区域，用来分散索带锚固带来的应力，并使其逐渐转移到桥墩上。
二、索塔锚固区的应力分析方法1.受力分析在斜拉桥的运行过程中，索带受到桥面荷载的作用，产生拉力，该拉力由锚固装置传递到混凝土构件上。
根据拉力大小及斜拉桥的设计要求，可以通过受力分析确定索带的优化直径和数量。
2.材料选用索带的材料选用要具有高强度、良好的延展性和抗腐蚀性。
一般采用的材料为高强度不锈钢或碳纤维复合材料，以满足斜拉桥的持久性能和抗风荷载。
3.锚固方式索带的锚固方式对于斜拉桥的安全运行至关重要。
常见的锚固方式有预应力锚固、短应力锚固和力学锚固等。
根据具体的工程要求和索带的特点选择合适的锚固方式，确保其在锚固区的受力平衡。
4.应力分析索塔锚固区的应力分析是保证斜拉桥安全运行的重要环节。
通过有限元分析方法，可以对索塔锚固区的力学性能进行模拟，评估其承载能力、变形特性和疲劳性能。
此外，还可以采用相关的试验室实验对索塔锚固区进行检测，以验证有限元模拟的准确性。
三、局部应力分析的影响因素1.荷载大小斜拉桥运行过程中，桥面荷载是主要的外部荷载来源。
荷载大小会对索带的拉力以及锚固装置的受力情况产生直接影响。
2.锚固装置的强度锚固装置的强度直接关系到索塔锚固区的稳定性和安全性。
目录一、概述 (2)二、局部应力与改正措施 (3)2.1 封头与筒体的连接 (3)2.2 容器开孔附近的应力集中 (4)2.2.1开孔接管局部应力概述 (4)2.2.2开孔接管时的应力集中 (5)2.2.3结论 (6)2.3 支座处的局部应力与补强措施 (6)2.3.1 立式容器的支座 (6)2.3.2 卧式容器支座 (7)2.4 减少附件传递的局部载荷 (8)三、计算局部应力的方法 (8)3.1 应力集中系数法 (8)3.2经验公式法 (9)3.3 数值计算 (9)3.4应力测试 (10)四、学习体会 (10)一、概述除受到介质压力作用外，过程设备还承受通过接管或者其他附件传递来的局部载荷，如设备的自重、物料的重量、管道及附件的重量、支座的约束反力、温度变化引起的载荷等。
这些载荷通常仅对附件及设备连接的局部区域产生影响。
此外，在压力作用下，压力容器材料或结构不连续处，如截面尺寸、几何形状突变区域、两种不同的材料连接处等，也会在局部区域产生附加应力。
上述两种情况下产生的应力，均称为局部应力。
局部应力会影响结构部件的强度和安全，但其影响程度还与其它因素有关。
对低碳钢等塑性较好的材料，当承受稳定压力或重复次数很少的载荷时，锅炉、压力容器结构部件的局部应力对安全影响甚小。
因为高应力部位材料发生屈服时，应力向附近的材料纤维中转移，局部的变形不协调及高应力得以缓解，只要结构大面积上的应力仍处于弹性状态，局部应力过高就不会直接导致结构破坏。
对脆性材料或因温度过低、结构尺寸过大等因素处于脆性状态的材料，局部应力是影响结构强度与安全的基本因素。
过高的局部应力常导致结构上的裂纹等缺陷，而结构破坏常常是过高的局部应力与缺陷共同存在的结果。
当结构部件承受交变载荷时，过高的交变局部应力是产生疲劳微裂纹并使其扩展的基本原因。
很多结构常有圆筒接管边缘、管板及温度交变部位产生疲劳开裂的例子。
简言之，局部应力是导致结构脆性破裂和疲劳破裂的重要因素。
当结构接触腐蚀性介质时，局部应力也是腐蚀破裂的因索之一。
下面以如图1.1-1所示的卧式压力容器为例分析其局部应力和对应的降低局部应力的措施，有接管与筒体的连接处、支座与筒体连接处和封头与筒体连接处的局部应力。
图1.1-1 卧式压力容器二、局部应力与改正措施2.1 封头与筒体的连接压力容器常用的封头有椭圆形封头、球形封头和锥形封头等。
在高压容器中多用球形封头。
球形封头受力好，其计算壁厚仅为等径圆筒厚度的1/2，并由于球壳比表面积小，为此其材料消耗最省。
在一般的压力容器的筒体和封头连接处，由于几何结构的不连续，最大应力出现在筒体和封头连接部位的内壁面。
若在封头上再加上2个对称的支座，支座上承受一定外载荷和弯矩，支座与封头的连接处也会出现应力集中，最大应力出现在支座与封头连接的尖角位置，但其相对于筒体与封头连接部位的最大应力仍然很小，即在整个容器结构中，最大应力仍会出现在筒体与封头的连接位置。
且支座与封头连接处产生的应力对筒体和封头连接部位的应力大小和分布影响不大。
为改进筒体和风头的盈利状况，可采用一些措施加以改进，如在筒体和封头的连接处设计一个过渡环等。
为减小圆筒端部的边缘应力，GB150-1998 《钢制压力容器》中规定，当圆筒较厚时，应将圆筒端部以不小于1:3的斜度削薄，从受理角度分析，筒体和封头不等厚连接应按规定削薄，否则削薄部分的强度不能满足要求。
若筒体与封头采用等厚连接，还不如采用等厚的椭圆形封头，从制造角度来说，标准椭圆形封头比球形封头易于制造且等尺寸等厚度的椭圆形封头比球形封头耗料少。
因此:（1）筒体与封头不等厚焊接连接时，不能将筒体削薄，而只能将连接处的薄板加厚，两种过渡连接结构，他们的过渡段都是端部按<=1/3 斜度削薄的圆筒，结构尺寸相同，且在内径上都是直接承受压力的P的作用。
俩种过渡的受力为何不同，一种解释是图2.1-1结构的过渡段属于局部加厚的球壳，受力好。
图2.1-2结构的过渡段属于局部削薄的圆筒，因此受力差。
（2）筒体与封头等厚连接时，最好采用标准椭圆形封头，少采用制造困难的球形封头。
从受理角度分析，筒体和封头不等厚连接应按规定削薄，否则削薄部分的强度不能满足要求。
若筒体与封头采用等厚连接，还不如采用等厚的椭圆形封头，从制造角度来说，标准椭圆形封头比球形封头易于制造且等尺寸等厚度的椭圆形封头比球形封头耗料少图2.1-1 球形封头与圆筒图2.1-2 球形封头与圆筒连接正确的结构形式连接错误的结构形式因此（1）筒体与封头不等厚焊接连接时，不能将筒体削薄，而只能将连接处的薄板加厚，或者采用如图2.1-3所示的法兰连接形式。
（2）筒体与封头等厚连接时，最好采用标准椭圆形封头，少采用制造困难的球形封头。
图2.3 法兰连接2.2 容器开孔附近的应力集中2.2.1开孔接管局部应力概述在压力容器及化工设备设计中，由于工艺及结构上的原因，常需在容器或设备上开孔并安装接管。
由于开孔而使器壁被削弱并破坏了原有结构的连续性，因而在开孔接管附近产生了明显的应力集中，加上管道受到外载的作用，如管道和介质的自重、地震引起的惯性力以及风力等等，因而管道将不可避免地通过连接接管对容器作用力和力矩，这些力和力矩会在容器与接管连接的局部区域产生高应力，因此，容器与接管连接的区域成为了整台设备的薄弱环节。
如果设计时不充分考虑压力容器开孔接管结构的局部应力，并将其限制在一定的范围内，将会严重影响其安全性，甚至导致灾难性破坏事故。
2.2.2开孔接管时的应力集中1.壳体上开孔与平板开小孔有以下差别:(1)开孔不是小孔。
如:人、手孔，故开小孔的假设不成立其理论不能运用(2)容器壳体是曲面，与平板不同。
因为在开孔处由于曲面的影响,壳体存在弯曲应力(3)容器开孔接管后,接管对开孔边缘有约束作用.而平板开小孔理论,没有考虑接管约束问题,所以对开孔接管问题,必须寻求新的分析方法。
2.接管区的应力分析(1)利用”力法”可求出该区域的应力分布情况和应力值（2)根据理论计算和实际结果,查接管区的应力分布图3.人孔的作用：为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷。
人孔的结构：既有承受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件，也有安置与启闭端盖所需要的轴、销、耳、把手等非受压元件。
当设备内径Di>1000mm时，至少开设一个直径为400mm的人孔或二个150mm 的手孔。
人孔和手孔的形状有圆形和椭圆形两种，但压力容器上的开孔最好是圆形的，因容器压力不高或有特殊需要时，直径可以大一些。
人孔标准HG21524-95规定PN≥0.1MPa时只能用带颈平焊法兰人孔或带颈对焊法兰人孔。
根据液氨储罐是在常温下及最高工作压力为 1.6MPa的条件下工作，人孔的标准按公称压力为 1.6MPa等级选择，考虑人孔盖直径较大较重，故选用水平吊盖人孔，公称直径DN450。
4.人孔补强在开口接管处，壳体和接管的变形不一致。
为了使二者在连接后的变形协调一致，连接处便产生了附加内力，主要是附加弯矩。
由此产生的附加弯曲应力，便形成了连接处局部地区的应力集中、因此，在开孔或者安装接管处一般需采取相应的补强措施。
2.2.3结论对于圆筒体与接管的连接结构，当接管受到轴向力时。
可得到如下结论：1．在应力分类的强度条件中，起决定性作用的是表面应力。
2.WRC107方法不能反映接管壁厚变化对圆筒体应力变化的影响。
3.当接管壁厚与筒体壁厚比值较大时，WRC107方法得到的结果是不可靠的。
4.当接管中径与筒体中径比值较小时，WRC107方法得到的结果是可靠的2.3 支座处的局部应力与补强措施压力容器靠支座支撑并固定在基础上，圆筒形容器和球形容器的支座各不相同。
随安装位置不同，圆筒形支座又分为卧式容器支座和立式容器支座两类。
其中立式容器支座又有退式支座、支承式支座、耳式支座、和裙式支座四中，卧式容器支座多采用柱式或裙式支座。
2.3.1 立式容器的支座1.耳式支座（悬挂式支座）结构：由筋板和支脚板组成，广泛用于反应釜及立式换热器等直立设备上。
如图2.4.1-1 耳式支座所示图2.4.1-1 耳式支座特点：简单、轻便，但对器壁会产生较大的局部应力。
因此，当容器较大或者容器壁薄时，应在支座与器壁间加一垫板，垫板的材料最好与筒体材料相同。
筋板和底板材料为Q235-A.F。
一台设备一般配置2－4个支座。
必要时也可适当增加，但在安装时不容易保证各支座在同一平面上，也就不能保证各耳座受力均匀。
对于大型薄壁容器或支座上载荷较大时，可将各支座的底板连成一体组成圈座，既改善了容器局部受载过大，又可避免各耳座受力不均。
2.3.2 卧式容器支座垫板的作用是改善壳体局部受力情况。
通过垫板，鞍座接受容器载荷。
肋板的作用是将垫板、腹板和底板连成一体，加大刚性，一起有效地传递压缩力和抵抗外弯矩。
因此，腹板和肋板的厚度与鞍座的高度H（即自筒体圆周最低点至基础表面）直接决定着鞍座允许负荷的大小。
垫板选用：公称直径小于或等于900mm的容器，鞍座分为带垫板和不带垫板两种结构形式，当符合下列条件之一时，必须设置垫板。
1、容器圆筒有效厚度小于或等于3mm时；2、容器圆筒鞍座处的周向应力大于规定值时；3、容器圆筒有热处理要求时；4、容器圆筒与鞍座间温差大于200℃时；合理的结构设计1.减少两连接件的刚度差:两连接件变形不协调会引起边缘应力。
壳体的刚度与材料的弹性模量、曲率半径、壁厚等因素有关。
设法减少两连件的刚度差，是降低边缘应力的有效措施之一。
2.尽量采用圆弧过渡:几何形状或尺寸的突然改变是产生应力集中的主要原因之一。
在结构不连续处应尽可能采用圆弧或经形状优化的特殊曲线过渡。
如图2.4.2-1所示。
图2.4.2-1 圆弧过渡3.局部区域补强：卧式容器与鞍式支座连接处，在壳体与附件之间加一块垫板，可以有效地降低局部应力。
两种方式如图2.4.2-2所示。
图2.4.2-2 支座与容器的连接4.选择合适的开孔方位:根据载荷的情况，选择适当的开孔位置、方向和形状。
如椭圆孔的长轴应与开孔处的最大应力方向平行，孔尽量开在原来应力水平比较低的部位，以降低局部应力。
2.4 减少附件传递的局部载荷如果对与壳体相连的附件采取一定的措施，就可以减少附件所传递的局部载荷对壳体的影响，从而降低局部应力。
例如：对管道、阀门等设备附件设置支撑或支架，可降低这些附件的重量对壳体的影响；对接管等附件加设热补偿元件可降低因热胀冷缩所产生的热载荷。
在压力容器制造过程中，由于制造工艺和具体操作等原因，可能在容器中留下气孔、夹渣、未焊透等缺陷，这些缺陷会造成较高的局部应力，应尽量避免。
三、计算局部应力的方法3.1 应力集中系数法在计算壳体与接管处的最大应力时候，常采用应力集中系数法。
