（學(xué)習(xí)筆記，如果有錯(cuò)誤，還請(qǐng)指正）

先設(shè)定筒體參數(shù)：材質(zhì)Q235B，設(shè)計(jì)壓力FV，設(shè)計(jì)溫度100℃，查GB150.2表B.13彈性模量E=197000MPa，外徑Do=1200，壁厚t=8，筒體長(zhǎng)度L=2000。L<Lcr=1.17*Do*sqrt(Do/t)，該圓筒為短圓筒。

首先討論圓筒僅受外壓的情況。

此處的外壓包括：

（1）僅受徑向均布外壓（夾套容器）；

（2）徑向、軸向受相同均布外壓（真空容器）兩種情況。需要注意的是，此處的“軸向受均布外壓”與后面要討論的“軸向壓縮”是兩回事。

除高徑比大的真空塔外，對(duì)于其他真空容器，規(guī)則設(shè)計(jì)（GB150，或ASME VIII-1卷）一般不考慮軸向失穩(wěn)，僅考慮周向失穩(wěn)，原因大致有三：

（1）由回轉(zhuǎn)薄殼的應(yīng)力分析可知，FV作用下產(chǎn)生的軸向應(yīng)力為周向應(yīng)力的一半；

（2）軸向失穩(wěn)時(shí)的臨界應(yīng)力要遠(yuǎn)大于周向，按鄭津洋《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)（第三版）》式2-101，上述Q235B圓筒的軸向失穩(wěn)臨界應(yīng)力=0.25Et/R為656MPa，而其周向失穩(wěn)臨界應(yīng)力值僅為42MPa（短圓筒，由式2-97的Pcr*Do/(4t)求得），若是長(zhǎng)圓筒，單從式2-93看，周向失穩(wěn)臨界應(yīng)力僅為9.63MPa；

（3）無(wú)論是GB150還是ASME VIII-1卷，外壓圓筒的穩(wěn)定性安全系數(shù)都比較大，先前為4，如今為3。

粗暴地說(shuō)，如果周向不失穩(wěn)，軸向更不會(huì)失穩(wěn)。

對(duì)于真空塔，NB/T47041-2014在“7.9塔殼軸向應(yīng)力校核”中考慮了由真空引起的軸向應(yīng)力，即式（52），與由塔段自重、風(fēng)載、地震載引起的軸向應(yīng)力一并考慮。求各項(xiàng)應(yīng)力的代數(shù)和，并將其限制在[σ]cr=min{KB,K[σ]t}以下，看起來(lái)略為粗暴。

接下來(lái)，梳理一下ASME VIII-2卷中，關(guān)于圓筒在外壓、軸向壓縮、軸向彎矩、橫向剪力作用下的強(qiáng)度校核的思路。

按ASME VIII-2之 4.4.12.2(k) 各項(xiàng)載荷單獨(dú)或組合作用時(shí)其應(yīng)力值、許用值如下表。

現(xiàn)僅舉長(zhǎng)徑比≤0.15時(shí)，載荷P, F, M, V共存時(shí)的應(yīng)力限制：

上式需要迭代計(jì)算，其中，剪切系數(shù)Ks=1-(fv/Fva)^2。

對(duì)于其他P和M，P和F，P和V等共存的情況可參見(jiàn)ASME VIII-2 “4.4.12 Combined Loadings and Allowable CompressiveStresses”。

各項(xiàng)載荷（P與其中之一組合，或全部）共存時(shí)應(yīng)力的許用值，是各項(xiàng)載荷單獨(dú)作用時(shí)應(yīng)力許用值的組合，各項(xiàng)相互“嵌套”。

《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)（第三版）》2.5.2 “b 聯(lián)合載荷作用下圓筒的失穩(wěn)”是這樣表述的：“受多種載荷作用的圓筒，一般先確定單一載荷作用下的失效應(yīng)力，計(jì)算單一載荷的應(yīng)力和相應(yīng)的失效應(yīng)力之比，再求出所有比值之和。若比值的和小于1，則圓筒不失穩(wěn)；否則，圓筒將失穩(wěn)。”

《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)（第三版）》和思路與ASME VIII-2是相符的，但沒(méi)有查到具體的計(jì)算方法。

外壓容器屈曲或失穩(wěn)時(shí)，壁內(nèi)壓應(yīng)力由失穩(wěn)前單純的壓應(yīng)力狀態(tài)，突然躍變?yōu)槭Х€(wěn)時(shí)的彎曲應(yīng)力狀態(tài)。通常采用小撓度理論進(jìn)行分析，但殼體失穩(wěn)實(shí)質(zhì)上是幾何非線性問(wèn)題，工程上按非線性大撓度理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正，歸納出經(jīng)驗(yàn)公式。