把外荷载引起的满足基本平衡条件的法向应力和剪应力称为一次应力。
简介
而把相邻结构的约束或者结构自身约束引起的法向应力和剪应力称为
二次应力。
一次应力是由所施加载荷产生的任何法向应力或剪应力,它是为了满足力或力矩的平衡规律所必需的。一次应力的基本特性是非自限的。材料达到极限状态,即使载荷不再增加,仍可产生不可限制的塑性流动,直至破坏。局部屈服或小变形不能满足成为引起应力的条件。当一次应力大大超过材料的屈服强度时,它会引起总体变形或/和失效。热应力不按一次应力分类。
分类根据
(1)应力的起因、应力所需满足条件和应力性质:由机械载荷引起,满足外载荷平衡条件或由于相互约束引起(包括热应力)需满足变形协调条件。前者是非自限性的,后者是自限性的。
(2)应力范围:总体、局部或集中。
(3)应力沿截面的分布;均布、线性、非线性。
应力分析设计方法按照应力的不同性质将一次应力分为三类。
(1)一次总体薄膜应力Pm:沿厚度方向均匀分布,影响范围遍及整个受压元件,一旦达到屈服点,受压元件整体发生屈服,应力不重新分布,一直到整体破坏。例如,薄壁圆筒中由受内压引起的环向薄膜压力。
(2)一次局部薄膜应力PL:是应力水平超过一次总体薄膜应力而影响范围仅限于结构局部区域的一次薄膜应力。局部应力区指沿经线方向延伸距离不大于1.0Rt ,应力强度超过1.1Sm的区域,R为第二曲率半径,Sm为材料的设计应力强度值。应该指出,在标准中一次局部薄膜应力是指局部应力区薄膜应力的总量,即在局部应力区内Pm为PL的组成部分。当结构局部发生塑性流动时,这类应力将重新分布,但若不加限制,当载荷从结构的某一部分传递到周边地区的结构,有可能产生过度塑性变形而致破坏。在壳体与固定支座或与接管连接处由外加载荷引起的薄膜应力便是一次局部薄膜应力的实例。由结构不连续效应产生的一次局部薄膜应力,具有一定的自限性,表现出二次应力的特征,不过从保守和方便的角度考虑仍划为一次应力。
(3)一次弯曲应力Pb:是平衡压力或其它机械载荷所需沿厚度方向线性分布的弯曲应力,例如周边简支的受侧面压力的圆平板中心处的弯曲应力。