压力容器标准历经百年，不断进步。2007年颁布的美国ASMEVIII-2锅炉压力容器标准首次引入弹塑性应力分析法，这是国际上压力容器标准中唯一考虑材料应变强化性能，并考虑载荷和结构的变形关系，几乎完全模拟压力容器爆破实际情况，采用数值分析技术进行弹塑性分析求解压力容器塑性失稳压力。并且，为了防止压力容器局部破坏，该标准首次提出以弹塑性分析为基础的应变限制条件。另外，瑞典的奥氏体不锈钢压力容器应变强化技术于2000年纳入欧盟EN13458低温压力容器标准。压力容器标准的这三个方面最新内容可概括为基于大变形分析的压力容器设计方法，是压力容器标准工作中里程碑式的技术突破，其技术核心为以压力容器的实际承载能力为基础进行压力容器强度计算设计，具有十分重要的意义与应用前景。 但是，压力容器大变形分析复杂程度远远大于小变形分析，目前仅以有限元方法进行分析，还没有直接求解压力容器承载能力的公认方法，影响了压力容器大变形分析在工程上的应用。为此，国家“十一五”科技支撑计划2006BAK02802课题中，提出子课题02-03-01“考虑材料塑性强化效应的承压结构极限承载能力分析方法研究”。本文考虑材料应变强化的压力容器静压承载能力为该子课题的核心内容，主要目的是为提升压力容器标准水平提供技术理论支撑，为工程实际应用提供参考。 本文主要研究内容及研究结论概括如下： (1)比较完整地研究了压力容器内压塑性失稳压力。首先，基于弹塑性力学理论，考虑材料应变强化和结构变形，首次导出了内压薄壁圆筒和球壳容器的载荷和结构变形关系表达式，其实用价值相当于考虑了结构变形的内压薄壁圆筒和球壳容器的主应力公式。其次，在前人研究基础上，独立系统研究了圆棒、圆筒、球壳、板等几种简单平面应力结构的失稳条件及互相之间的关系；对于同一钢材，圆棒单向拉伸、内压薄壁圆筒和球壳容器三者失稳点的等效应力不同，因而简单以钢材的屈服强度和抗拉强度为基准进行压力容器设计计算，圆筒和球壳容器的实际安全裕度存在明显差异。第三，在以上两条研究基础上，并引入材料真应力—真应变函数，获得薄壁圆筒和球壳容器内压塑性失稳压力解析解；对于Swift类型材料B=0，直接以钢材的抗拉强度为基础参数，分别针对碳钢和不锈钢材料，提出了薄壁圆筒和球壳容器内压塑性失稳压力的工程近似解。第四，明确了在考虑材料的强化效应和结构变形的情况下，常温压力容器的静压承载能力仍然与加载历史无关；定量分析了应变强化奥氏体不锈钢压力容器的安全裕度。 (2)为防止压力容器局部破坏，探索研究压力容器用钢的破坏特性、材料断裂应变测试手段和分析方法。在大量缺口圆棒试样拉伸实验基础上，并结合有限元分析和试样断口微观显微观察，测试了我国压力容器常用三种钢材的应力三轴度系数—断裂应变关系，并将该实验结果与ASME VIII-22007应变限制条件进行比较，得出如下初步结论：本文实验测试取材料断裂应变下限值，ASME VIII-22007的应变限制条件对于16MnR钢和Q235钢安全、偏保守；但是，对于304奥氏体不锈钢尚需要进一步研究。为了提高材料断裂应变的计算精度，并建立我国压力容器用钢的应变限制条件，尚需要进行大量材料断裂应变测试研究。 (3)应变为压力容器承载能力爆破试验的重要实验测量参数。基于应变测量电路的输出电压与应变片应变的非线性关系，提出了应变计算的改进算法。实验证明：该算法对大应变和小应变测量，相对误差均小于0.5％；突破了常用应变算法小应变测量范围的局限性，适用于动态和静态应变测量；通用性好，不受仪器限制，可应用于科学实验和工程测量。