GB150第一强度理论应用注意事项

GB150第一强度理论应用注意事项
GB150制定的强度理论主要是采用第一强度理论。《材料力学》中第一强度理论，又称最大拉应力理论，《压力容器设计工程师培训教程》与《压力容器实用技术丛书压力容器设计》中称最大主应力理论。个人认为最大主应力理论，没有明确是压应力还是拉应力，如果把拉应力和压应力都归纳在一起，与材料力学的第一强度理论认为最大拉应力是引起断裂的观点有出入。材料力学中指出，无论是简单应力状态还是复杂应力状态，只要最大拉应力达到材料性质的极限，即发生断裂（前提是存在拉应力）。单向压缩和多向压缩是不适用第一强度理论的。
主应力是主平面上的正应力，有正有负。法向向外为正，是拉力；法向向内为负，是压力。最大主应力理论，意思是代数值最大的主应力和代数值最小的主应力的绝对值都小于许用应力。是否代表最大拉应力或最大压应力达到极限时材料就断裂。这一点书上没有明确。
根据材料在单向压缩时表现出来的应力应变曲线，低碳钢单向压缩屈服以后越压越扁，并未断裂；铸铁压缩时沿45～55度角度截面错动破环，这与最大剪切应力理论符合，即第三强度理论。主应力为压应力时到达极限时并不发生主应力为拉应力时的断裂。
第一强度理论，不管称最大拉应力理论还是最大主应力理论，分清拉应力状态和压应力状态。表达式应该这样比较合理：σ＝MAX{σ1, σ2, σ3}≤[σ]；而不是σ＝MAX{|σ1|, |σ2|, |σ3|}≤[σ]。
外压容器强度分析时，内壁受环向压应力，不采用第一强度理论，因为不适合最大主应力为压应力的应力状态。而采用第三强度理论，最大剪应力理论。这样我们也明白了压力容器中如果有单向压缩，多向压缩时该如何定强度条件。
第一强度理论适用脆性材料断裂，第三第四用于材料塑性破坏，一般压力容器是塑性较好的材料，比较适合第三第四理论，但是第一理论和第三理论在工程计算上的结果没有明显差别。目前GB150以第一理论为主，JB4732以第三理论为主。

没人讨论？？

我想讨论，可对我来说上面说得太深奥了。不知道怎么讨论

原帖由 SPECIALIST 于 2008-12-9 10:14 发表

                               
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我想讨论，可对我来说上面说得太深奥了。不知道怎么讨论

知道怎么用，却不知道为什么，其实上面说的很浅，拿出来和大家分享一下！

搂住提到了第一第三第四强度理论,而第二强度理论即最大拉应变理论,这个好像从来没有被提及过

首先说说你的“不适用”，对于压力容器而言，如何出现单向/多向压缩情况？
  一个容器，两种情况：内压/外压
  在内压的情况下，容器主要壁承受拉力，这个应该没有异议吧，即使是厚壁容器
  在外压的情况下，容器不是实心的吧，还用等你母材被压坏？容器早就失稳了吧
  对于压力容器而言，但凡有压缩的情况，首先第一点就要考虑其稳定性，能被压到稳定性合格而强度不合格的确实木有见过

看来学习的东西还很多啊，多谢楼主，好好学习天天向上啊

GB150第一强度理论描述的是最大主应力理论，与材料力学最大拉应力理论确实有出入。如果压力容器内压薄壁塑性材料，应该以第三强度理论计算，尽管GB150以第一强度理论计算，计算结果与拉美第三强度理论计算误差不大，但是是理论适用性错误。

蹲恠廧桷婳圏 发表于 2018-3-2 10:20
GB150第一强度理论描述的是最大主应力理论，与材料力学最大拉应力理论确实有出入。如果压力容器内压薄壁塑 ...

个人觉得以材料力学为准

蹲恠廧桷婳圏 发表于 2018-3-2 10:20
个人觉得以材料力学为准

同意你的观点。

理论力学毕竟都是理论，GB150是实践，实践还是以150为准，只是需弄清这些标准条款的来历，自己明白哪些地方有保守，实践中酌情把握就是了

整个151对外压容器的校核都是保守的

在材料力学中虽然第一强度理论称为最大拉应力理论，但他的适用条件包含“最大压应力不超过最大拉应力”就，即第一强度理论在工程上的使用用绝对值进行限制是等同的。

另从材料特性上考虑，第一强度理论更适合脆性材料；但对于薄壁圆筒其计算误差约3.8%，对于静载薄壁无力距理论的内压从工程计算是没问题的。

还真没深究过，有时间回去复x i一下才行

材料力学描述的力是矢量，有大小和方向，GB150中给出的只是作为一个标量，关心的只是数量而非力本身（矢量关系），所以才有两个公式中一个有绝对值一个没有，我个人是这样认识的，谢谢楼主。

GB150壁厚选择是第三强度理论，而非第一强度理论。楼主的说法是错误的。

当材料在承载时，通过一点的某个平面剪应力为0所对应的最大正应力即为主应力。这样的主应力有三个，方向是相互垂直的。并且大小   σ1＞σ2＞σ3.这是主应力的定义。那么150在将第一强度理论应用到工程实践时是这样做的，假设薄壁回转壳体处于无矩状态（即几何连续部位均无弯曲应力），其承受的主应力为σ1（环向），σ2（轴向），且仅在内压载荷下σ1（环向）永远大于σ2（轴向），因此保证σ1＜SE，即能保证材料是安全的。但是外压容器的失效方式和内压容器不同，内压容器一般按照的弹性和塑性失效准则，而外压容器是失稳失效，失稳失效又分弹性失稳和塑性失稳，150在设计外压容器时，借鉴的是ASMEⅧ-Ⅰ卷的方法，即简化公式+图线查值的方式去反推容器的极限载荷，所以从理论上来讲，并没有应用到四大强度理论中的一种。

第一强度理论依基于单向拉伸

学习了