【正文】 ：為防止容器發(fā)生疲勞失效，將容器應力集中部位的最大交變應力的應力幅限制在由低周疲勞設計曲線確定的許用應力幅之內(nèi)時才能保證在規(guī)定的循環(huán)周次內(nèi)不發(fā)生疲勞失效。　　3）應用：超高壓容器設計。　 爆破失效設計準則　　1）非理想塑性材料屈服后還有增強的能力，對于厚壁容器在整體屈服后仍有繼續(xù)增強的承載能力，直到容器達到爆破時的載荷才為最大載荷。安定載荷—安定與不安定的臨界狀態(tài)對應的載荷變化范圍。棘輪現(xiàn)象：構件受機械載荷、熱應力或二者同時作用的循環(huán)作用，產(chǎn)生遞増的非彈性變形的現(xiàn)象。此時結構處于安定狀態(tài)?！　?）概念：　　　　2）只有當容器某一局部彈塑性區(qū)域內(nèi)的塑性區(qū)中應力超過了由“安定性原理”確定的許用值（安定載荷）時才認為結構喪失了 “安定性”而發(fā)生了彈塑性失效?！　〈藭rM’即為極限載荷，對應的應力：　　極限載荷設計原理　　將板、殼看作由若干受拉彎作用下的矩形截面梁，材料為理想彈塑性；當拉伸為0時考察純彎梁應力隨M的變化：　　1）彈性階段；　　2）當上下表面（）時，對應的最大彎矩：　　　　3）當繼續(xù)增加載荷從彈性層減少，塑性層增加，直到整個截面屈服，此時不增加載荷截面梁變形也無限増大，即形成“塑性鉸”，此時：用矩形截面梁極限狀態(tài)作為依據(jù)，梁只需要一個塑性鉸即到達極限狀態(tài)，而壓力容器可近似看作多個矩形截面梁拼合而 成，即需要多個塑性鉸才能塑性失效。GB 150：平板、整體法蘭（含按整體法蘭設計的任意式 法蘭）連接的圓筒徑部等元件設計或應力計算公式?！　?）準則應用：　　　　　　Treaca屈服條件或　　Mises屈服條件　　　　1）外載荷＜極限載荷：結構塑性變形是局部、可控的；　　2）將極限載荷作為設計準則的判據(jù)加以限制，防止總 體塑性變形，又稱極限分析（設計）?！　?塑性失效準則　　容器某處（如厚壁筒的內(nèi)壁）彈性失效后并不意味著容器失去承載能力?！　?）主要著眼于限制容器中的最大薄膜應力或其他由機械載荷直接產(chǎn)生的彎曲應力及剪應力等?！　?彈性失效準則　　為防止容器總體部位發(fā)生屈服變形，將總體部位的最大應力限制在材料的屈服點以下，保證容器的總體部位始終處于彈性狀態(tài)而不會發(fā)生彈性失效?！　　　　　　? 壓力容器設計準則　　失效準則（設計準則）　　（因為壓力容器在材料、制造、檢驗、操作等環(huán)節(jié)中都存在許多不確定因素。　?。?）蠕變疲勞　　這是指高溫容器既出現(xiàn)了蠕變變形又同時承受交變載荷作用而在應力集中的局部區(qū)域出現(xiàn)過度膨脹以至形成裂紋直至破裂。　　8）多模式交互作用失效　?。?）腐蝕疲勞例如法蘭的剛性不足導致法蘭的過度變形而影響對墊片的壓緊，緊固螺栓因設計不當或銹蝕而過度伸長也會導致泄漏，墊片的密封比壓不足、墊片老化缺少反彈能力都會引起泄漏失效。高塔在過大的軸向壓力（風載、地震載荷）作用下也會皺折而引起倒塌?！　?）失穩(wěn)失效　　容器在外壓（包括真空）的壓應力作用下喪失穩(wěn)定性而發(fā)生的皺折變形稱為失穩(wěn)失效?！　　　　　〔牧细邷叵碌娜渥儞p傷是晶界的弱化和在應力作用下的沿晶界的滑移，晶界上形成蠕變空洞。即使載荷恒定和應力低于屈服點也會發(fā)生蠕變失效，不同材料在高溫下的蠕變行為有所不同。疲勞裂紋的斷口上一般會留下肉眼可見的貝殼狀的疲勞條紋。容器疲勞斷裂的最終失效方式一種是發(fā)生泄漏，稱為“未爆先漏”（LBB，Leak Before Break），另一種是爆破，可稱為“未漏先爆”?！　　　　　?）疲勞失效　　交變載荷容易使容器的應力集中部位材料發(fā)生疲勞損傷，萌生疲勞裂紋并擴展導致疲勞失效。如果僅是焊縫或熱影響較脆，則易裂開一條縫。材料的脆性和嚴重的超標缺陷均會導致這種破裂，或者兩種原因兼有。這是一種經(jīng)過塑性大變形的塑性失效之后再發(fā)展為爆破的失效，亦稱為“塑性失穩(wěn)”（Plastic collapse），爆破后易引起災難性的后果。例如法蘭的設計稍薄，強度上尚可滿足要求，但由于剛度不足產(chǎn)生永久變形，導致介質泄漏，這是由于塑性失效的過度變形而導致的失效?！　〈嘈詳嗔眩˙rittle fracture）　　韌性斷裂（Ductile rupture）　　蠕變斷裂（Creep rupture）　　接頭泄露（Leakage at joints）　　彈性或塑性失穩(wěn)（Elastic or plastic instability）　　2）JB/T4732基于失效模式設計的考慮　　脆性斷裂（Brittle fracture）　　韌性斷裂（Ductile rupture）　　螺變斷裂（Creep rupture）　　疲勞（Patigue rupture）　　接頭泄漏（Leakage at joints）　　彈性或塑性失穩(wěn)（Elastic or plastic instability）　　 失效模式　　1）過度變形　　容器的總體或局部發(fā)生過度變形，包括過量的彈性變形，過量的塑性變形，塑性失穩(wěn)（增量垮坍），例如總體上大范圍鼓脹，或局部鼓脹，應認為容器已失效，不能保障使用安全?！　?失效模式分類　　1）IS016528歸為三大類、14種失效模式。　　 容器的失效　　1）定義：壓力容器在規(guī)定的使用環(huán)境和時間內(nèi)，因尺寸、形狀或材料性能發(fā)生改變而完全失去或不能達到包括功能和設計壽命等的現(xiàn)象，稱為壓力容器失效。確定適用的設計規(guī)范標準；　　確定容器最有可能發(fā)生的失效模式；　　　主要內(nèi)容　　1 基于失效模式的設計理念　　2 壓力容器設計準則　　3 容器設計的基本概念　　4 常見結構的設計計算方法　　5 分析設計一應力分類法　　　　1 基于失效模式的設計理念　　 容器的失效　　 失效模式分類　　 我國標準考慮的失效模式　　 失效模式　　 失效判據(jù)　　1 基于失效模式的設計理念　　壓力容器的設計步驟　　針對失效模式的設計理念成為壓力容器設計標準的發(fā)展方向?！　毫θ萜鞯囊话阍O計步驟為：　　選擇適當?shù)氖袚?jù)和設計準則；　　按規(guī)范標準要求進行設計和校核?！　?）表現(xiàn)形式：破裂、過度變形、泄漏　　3）引起原因：工藝條件、載荷、介質　　第一大類：短期失效模式：　　第二大類：長期失效模式：　　第三大類：循環(huán)失效模式：　　2）《承壓設備損傷模式識別》（GB/T30579－2014）　　第1類：腐蝕減?。?5種）　　第2類：環(huán)境開裂（13種）　　第3類：材質劣化（15種）　　第4類：機械損傷（11種）　　第5類：其他損傷（9種）　　 我國標準所考慮的失效模式　　1）GB 150 基于失效模式設計的考慮過度變形說明容器在總體上或局部區(qū)域發(fā)生了塑性失效，處于十分危險的狀態(tài)?！　　　?）韌性斷裂　　容器發(fā)生了塑性大變形的破裂失效，相當于圖中曲線BCD階段情況下的破裂，這屬于超載下的爆破，一種可能是超壓，另一種可能是本身大面積的壁厚較薄?！　　　?）脆性斷裂　　這是一種沒有經(jīng)過充分塑性大變形的容器破裂失效。脆性爆破時容器可能裂成碎片飛出，也可能僅沿縱向裂開一條縫；材料愈脆，特別是總體上愈脆則愈易形成碎片。形成碎片的脆性爆破特別容易引起災難性后果。疲勞失效包括材料的疲勞損傷（形成宏觀裂紋）并疲勞擴展和結構的疲勞斷裂等情況。爆裂的方式取決于結構的厚度、材料的韌性，并與缺陷的大小有關。　　　　5）蠕變失效　　容器長期在高溫下運行和受載，金屬材料會隨時間不斷發(fā)生蠕變損傷，逐步出現(xiàn)明顯的鼓脹與減薄，破裂而成事故。　　時間愈長空洞則愈多愈大，宏觀上出現(xiàn)蠕變變形。當空洞連成片并擴展時即形成蠕變裂紋，最終發(fā)生蠕變斷裂的事故。材料經(jīng)受蠕變損傷后在性能上表現(xiàn)出強度下降和韌性降低，即蠕變脆化。蠕變失效的宏觀表現(xiàn)是過度變形（蠕脹），最終是由蠕變裂紋擴展而斷裂（爆破或泄漏）。皺折可以是局部的也可以是總體的?！　　　?）泄漏失效　　容器及管道可拆密封部位的密封系統(tǒng)中每一個零部件的失效都會引起泄漏失效。系統(tǒng)中每一零部件均會導致泄漏失效，所以密封失效不是一個獨立的失效模式，而是綜合性的?！　≡诮蛔冚d荷和腐蝕介質交互作用下形成裂紋并擴展的交互失效。 失效判據(jù)　　失效判據(jù)一般不能直接用于壓力容器的設計計算。這些不確定因素在失效判據(jù)中并未考慮進去）　　在實際的工程設計中，常在失效判據(jù)的基礎上引入安全系數(shù)以考慮上述不確定因素對實際失效的影響，從而得到與失效判據(jù)相對應的設計準則。一個問題的兩個方面，采用何種設計準則就是采用何種失效準則的問題。一種設計上的共識，且經(jīng)過實踐驗證的。防止某一（幾）種失效模式發(fā)生，不意味著符合某種失效準則時容器就破壞了。針對具體的失效模式，選擇不同的設計準則，是設計者應該掌握的技能?！　?）規(guī)定屈服極限是容器失效的應力，考慮安全系數(shù)后，容器實際應力處在彈性范圍內(nèi)。　　3）應用：常規(guī)設計方法準則，如，　　GB150、ASME VI I 1－1：內(nèi)壓圓筒、凸形封頭等元件設計。將容器總體部位進入整體屈服時的狀態(tài)或局部區(qū)域沿整個壁厚進入全屈服狀態(tài)稱為塑性失效狀態(tài)，若材料符合理想塑性假設，載荷不需繼續(xù)增加，變形會無限制發(fā)展下去，稱此載荷為極限載荷?！　∪绾吻蟮臉O限載荷，是該準則的基礎。JB 473ASME Vffl－2；　　　　4）適用范圍：材料，載荷　　5）極限載荷設計原理的保守性　　是偏安全的?！　　　　八苄糟q”：梁某截面全部進入塑性狀態(tài)后，該處曲率可以任意増大，稱該點出現(xiàn)了一個塑性鉸。　　　　　　 彈塑性失效設計準則　　1）如果容器的某一局部區(qū)域，一部分材料發(fā)生了屈服，而其他大部分區(qū)域仍為彈性狀態(tài)，而彈性部分又能約束著塑性區(qū)的塑性流動變形，結構處于這種彈塑性狀態(tài)可以認為并不一定意味著失效?！　?）安定性原理作為彈塑性