圓筒形容器，當其承受內壓力P作用以後，其管徑要稍微增大，筒壁內的“環向纖維”要伸長，因此在筒體縱向的橫截面上有應力產生，此應力稱為環向應力，以δt表示．由於筒壁很薄，可以認為環向應力沿壁厚均勻分布．鑒於視窗兩端是封閉的，在承受內壓後，筒體的“縱向纖維”要縮短，則筒體橫向截面線也必定有應力產生，此應力稱為軸向應力，以δm表示。對於薄壁容器，筒壁內作任一點均存在這兩向力，可以利用材料力學的截面法，由靜力平衡議程求得。s為薄壁容器厚度，D為薄壁容器管徑（平均直徑）。
基本介紹
- 中文名：環向應力
- 外文名：The circumferential stress
- δt：PD/2s
- δm：PD/4s
根據平衡方程∑Fx=0和∑Fy=0可以寫出：
δm（πDs）-P*πD2/4=0；δt（l*2s）-P*D*l=0
解得：
δt=PD/2s
δm=PD/4s
對環向應力的補充：對於環向應力，內壓力產生的力：
若用概述中字母代替，則其中F1=pDl (l為薄壁圓筒高）
對環向應力：F2=δt（l*2s）
F1=F2
即δt=PD/2s
薄壁圓筒承受內壓時，其環向應力是軸向應力的兩倍。故圓筒狀容器炸開時，一般都是縱向開裂成幾瓣而不是橫向開列成幾截。
在忽略徑向應力的情況下，以此為基礎，考慮到薄壁容器由韌性材料製成，可以採用第三或第四強度理論進行強度設計。由此得出壁厚的設計公式：δ≥PD/2[σ]+C，其中C為考慮加工，腐蝕等影響的附加壁厚量。
