外壓容器是指容器的外部壓力大于內(nèi)部壓力的容器。在石油、化工、軍事領(lǐng)域中很多設(shè)備承受外壓，如真空操作的蒸餾塔、冷凝器，帶有夾套的反應(yīng)釜，潛艇殼體等。
以典型的圓筒體為例，當(dāng)圓筒承受外壓時(shí)，類(lèi)似于受內(nèi)壓作用圓筒，也將在筒壁上產(chǎn)生徑向和周向應(yīng)力，在內(nèi)壓下筒壁上產(chǎn)生徑向和周向應(yīng)力均是拉仲應(yīng)力，在外壓下筒壁上產(chǎn)生徑向和周向應(yīng)力則均是壓縮應(yīng)力，同樣可采用薄膜理論計(jì)算。對(duì)薄壁圓筒而言，受壓縮載荷有三種情況:一是軸向受均勻壓縮載荷(外壓P引起的);其次是受側(cè)向的均布外壓力P;第三種是在側(cè)向和軸向同時(shí)受均布外壓力的作用(外壓P引起的)。理論分析表明第三種情況中的軸向外壓力對(duì)圓筒失穩(wěn)的影響不大，在工程設(shè)計(jì)中，可按照第二種情況考慮。
在壓縮應(yīng)力下，壓力容器有兩種可能的失效模式:一是容器殼體有足夠的厚度時(shí)，壓縮應(yīng)力超過(guò)材料的極限強(qiáng)度，發(fā)生塑性壓縮變形及破壞，這仍屬于強(qiáng)度范疇;二是殼體壁厚較薄時(shí)，當(dāng)壓縮應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)(很多情況下，殼壁的壓應(yīng)力遠(yuǎn)小于筒體材料的屈服強(qiáng)度)，殼體會(huì)產(chǎn)生突然的撓曲(也稱(chēng)為屈曲)，被壓癟或發(fā)生褶皺，筒壁的圓環(huán)截而一瞬間變成了波形，如圖6-1及圖6-2所示。在外壓作用下，當(dāng)殼壁內(nèi)的壓應(yīng)力遠(yuǎn)小于筒體材料的屈服極限時(shí)，筒體突然失去原有形狀的現(xiàn)象稱(chēng)為彈性失穩(wěn)。筒體發(fā)生彈性失穩(wěn)將使其不能維持正常操作，造成容器失效，失穩(wěn)是外壓容器失效的主要形式，因此保證筒體的穩(wěn)定是維持外壓容器正常工作的必要條件。失穩(wěn)前，筒壁內(nèi)的周向應(yīng)力為均勻分布的薄膜應(yīng)力。在失穩(wěn)后伴隨著突然的變形，在筒壁內(nèi)產(chǎn)生以彎曲應(yīng)力為主的復(fù)雜附加應(yīng)力，發(fā)生彎曲變形。
