外壓容器經(jīng)過多層包扎后,內(nèi)圓筒厚度在增加,相應(yīng)地各層板的包扎夾緊壓力不斷作用在內(nèi)圓筒上,最終在內(nèi)壁面產(chǎn)生了一定的包扎夾緊預(yù)應(yīng)力或殘余應(yīng)力。包扎夾緊壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力屬于彈性范圍,根據(jù)彈性理論的疊加原理,內(nèi)圓筒的最終受力是將各層板在包扎夾緊后所產(chǎn)生的應(yīng)力疊加起來。也即,隨著包扎層板的增加,內(nèi)圓筒不斷被壓縮,內(nèi)壁面的環(huán)向應(yīng)力是負值,且隨著包扎層板的增加而增加。整體多層包扎夾緊式容器結(jié)構(gòu)對于容器內(nèi)壁具有壓縮加強作用。經(jīng)多次包扎后,在筒內(nèi)壁面有壓縮應(yīng)力,即預(yù)緊應(yīng)力。對于包扎層板來說,在機械夾緊裝置的作用下產(chǎn)生了拉伸變形,當層板被焊接起來就固定了這個拉伸應(yīng)力。層板的拉伸應(yīng)力就是包扎層板受包扎夾緊壓力所產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力,用lame公式就能得到層板與內(nèi)圓筒的包扎夾緊壓力。從宏觀角度看,多層包扎夾緊結(jié)構(gòu)容器外表面經(jīng)過包扎后出現(xiàn)了拉伸的環(huán)向應(yīng)力,與傳統(tǒng)的厚壁容器相比外壁的應(yīng)力得到了拉伸強化。
對于中間層板來說,包扎的層板在剛包扎結(jié)束后是受到拉伸作用的,但在包扎新的層板時,已經(jīng)包扎的層板與內(nèi)圓筒就視為新的內(nèi)圓筒共同受到包扎夾緊力的作用,這時層板的拉伸應(yīng)力被包扎夾緊力產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力部分地抵消了。隨著包扎層板的增加,包扎層板地拉伸應(yīng)力不斷被抵消,由于層板很薄可以認為層板沿厚度方向應(yīng)力沒有發(fā)生改變,但是由于不同層板之間所受抵消的次數(shù)不同,于是在相同包扎夾緊力作用下,不同層板的包扎夾緊應(yīng)力在內(nèi)圓筒和已經(jīng)包扎的層板中不斷線性疊加,最終沿厚度方向就出現(xiàn)了臺階狀的應(yīng)力分布。