一種簡單判定二次應力的方法

蘭天寶，田金梅，周 航，王艷蘋

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

根據壓力容器的失效形式和危害性，規范ASME Ⅲ、RCC-M等將應力進行了分類，分為一次應力、二次應力和峰值應力，各應力對結構破壞危害程度是不同的，因此，規范中對不同應力規定了不同的許用極限。設計者需要依據規范對各種類的應力分別評定，保證其滿足規范要求。一次應力是為平衡壓力與其他機械載荷所需要的應力，又稱為載荷控制應力和平衡控制應力，它是維持結構各部分平衡所必需的，其基本性質是沒有自限性。當一次應力超過材料屈服極限將導致設備失效，引起總體變形，因此一次應力的危害很大。(一次應力又細分為一次總體薄膜應力，一次彎曲應力和一次局部薄膜應力)。二次應力是為滿足外部約束條件或結構自身變形連續要求所必需的應力。二次應力不是為滿足平衡外載荷所必須的，是由于變形協調的需要而產生的一個自平衡力系，其主要特征是具有自限性，即當二次應力超過極限值時，只發生少量的局部塑性變形就能滿足結構的連續性條件，塑性流動就會停止。只要不反復加載，結構就不會破壞，因而其危害較小。

由于有限元計算方法的廣泛應用，在解決實際工程問題時，計算者需要對有限元應力結果進行應力分類，以便對不同應力按照規范要求進行評定。由于規范中對一次應力和二次應力有不同的限制準則，如將二次應力歸入一次應力進行評定會導致設計過于保守，而將一次應力誤劃入二次應力會導致危險的設計。……