容器类型
设计参数
计算结果
环向应力 σ_θ
—
MPa
轴向应力 σ_a
—
MPa
冯·米塞斯应力
—
MPa
t/R 比（薄壁？）
—
安全系数 SF
—
（ASME: ≥3）
最小壁厚
—
mm
截面图（应力方向与壁厚）
壁厚方向应力分布（拉梅方程）
理论与主要公式
$$\sigma_\theta = \frac{PR}{t},\quad \sigma_a = \frac{PR}{2t}$$
薄壁理论和拉梅厚壁方程，分析圆柱形和球形压力容器的应力分布。实时计算环向应力、轴向应力、冯·米塞斯应力、安全系数和最小壁厚。
薄壁理论（适用于 $t/R \lt 0.1$）：假设应力沿壁厚均匀分布，这是压力容器初步设计的快速估算方法。
$$\sigma_\theta = \frac{P R}{t}, \quad \sigma_a = \frac{P R}{2t}$$其中，$\sigma_\theta$ 为环向应力（周向应力），$\sigma_a$ 为轴向应力，$P$ 为内压，$R$ 为内半径，$t$ 为壁厚。环向应力是主要控制应力。
拉梅厚壁方程（适用于 $t/R \geq 0.1$）：精确描述应力沿壁厚非均匀分布的模型，内壁应力最大。
$$\sigma_\theta(r) = \frac{R_i^2 P}{R_o^2 - R_i^2}\left( 1 + \frac{R_o^2}{r^2} \right)$$其中，$\sigma_\theta(r)$ 为在半径 $r$ 处的环向应力，$R_i$ 为内半径，$R_o$ 为外半径，$P$ 为内压。当 $r = R_i$（内壁）时，环向应力达到最大值。
工业锅炉与反应釜：这类薄壁容器是化工和发电厂的核心设备。设计时首要计算环向应力以确定壁厚，确保在高温高压下不发生爆裂。模拟器中调整压力和半径的操作，正是工程师日常的校核过程。
高压储氢罐与天然气管道：为了储存更多能源气体，需要承受极高压力（如70MPa），属于厚壁容器。其设计关键就是利用拉梅方程分析内壁的巨大应力，并采用“自紧”工艺预压内壁，提高承压能力。
航空航天燃料贮箱：火箭的燃料贮箱既要轻量化（壁薄），又要承受巨大内压和飞行载荷。工程师使用冯·米塞斯应力准则进行综合强度评估，就像模拟器里计算安全系数一样，在极限重量下寻找最安全的设计点。
液压缸与炮管：这些都是典型的厚壁圆筒结构。内壁承受极高的压力，应力集中严重。其寿命和安全性直接取决于对内壁最大应力的准确计算和材料的选择，厚壁理论在这里是不可或缺的工具。
开始使用此工具时，尤其CAE初学者常会陷入几个误区。首先是“计算结果安全就绝对不会破坏”的固有观念。本计算仅是基于“静态均匀内压”理想条件下的一次应力评估。实际工程中还需考虑管道连接处的应力集中、循环压力导致的疲劳、温度变化引起的热应力、腐蚀造成的壁厚减薄等诸多因素。例如，即使安全系数3.0Pass，尖锐的接管根部局部应力仍可能跃升至数倍。
其次是“薄壁”与“厚壁”界限的处理。工具虽以壁厚比t/R=0.1为界切换计算公式，但这仅是参考标准。实际设计规范（如ASME锅炉及压力容器规范）需根据更详细的条件判断。边界附近（例如t/R=0.09与0.11）的结果可能差异显著，在此区域设计时建议同时计算两种模型并审慎评估。
最后是材料数据输入错误。屈服强度随温度变化显著：常温450MPa的钢材在300℃时可能降至350MPa。在工具中输入“屈服强度”时，务必采用预期最高使用温度下的数值。若使用室温值计算并判定“安全”，将是极其危险的误解。