壓力容器的設計，就是壓力容器廠(chǎng)家根據給定的性能要求、工藝參數和操作條件，確定容器的結構型式，選擇合適的材料，計算容器主要受壓元件的尺寸，最后給出容器及其零部件的圖紙，并提出相應的技術(shù)條件。正確完整的設計應達到保證完成工藝生產(chǎn)。正確完整的設計應達到保證完成工藝生產(chǎn)，運行安全可靠，保證使用壽命、制造、檢驗、安裝、操作及維修方便易行，經(jīng)濟合理等要求。壓力容器設計中的關(guān)鍵問(wèn)題是力學(xué)問(wèn)題，即強度、剛度及穩定性問(wèn)題。在本節中，主要討論壓力容器設計中的有關(guān)強度問(wèn)題。所謂強度，就是結構在外載荷作用下，會(huì )不會(huì )因應力過(guò)大而發(fā)生破裂或由于過(guò)度性變形而喪失其功用。具體來(lái)講，就是在外載荷作用下，容器結構內產(chǎn)生的應力不大于材料的許用應力值，即：  ζ≤K〔ζ〕t   ，這個(gè)式子就是強度問(wèn)題的基本表達式。壓力容器的設計計算就是圍繞這一關(guān)系式而進(jìn)行的。

    求解結構的應力狀態(tài)，它們的大小，是一個(gè)十分復雜的問(wèn)題，常用的方法有解法（如彈性力學(xué)法、彈型性分析法等）、試驗法（如電阻應變計測量法、光彈法、云紋法等）及數值解法（如有限元法、邊界元法等）。應用這些方法可以精確或近似地求出結構的應力，然而，每一種結構的應力都有其特殊性，目前可求解的只是問(wèn)題的絕大部分，仍有許多復雜結構的應力分析有等人們進(jìn)一步探討。求出結構內任一點(diǎn)的應力后，所遇到的問(wèn)題就是怎樣處理這些應力。一點(diǎn)的應力狀態(tài)最多可含有6個(gè)應力分量，哪個(gè)應力起主要作用，這些應力對失效起什么作用，對它們如何控制才不致發(fā)生破壞，解決這一問(wèn)題，就要選擇相應的強度理論計算當量應力，以便與單向拉伸試驗得到的許用應力相比較，將應力控制在許可的范圍內。 公式（1）中的右端項是強度控制指標，即材料的許用應力。它涉及到材料強度指標（如抗拉強度ζb、屈服強度ζs 等）的確定及安全系數的選用等問(wèn)題。當采用常規設計法，且只考慮靜載問(wèn)題時(shí)，系數K=1.0；如果考慮動(dòng)載荷，或采用應力分析設計法，K≥1.0，此時(shí)設計計算將更加復雜。  

    強度理論及其應用     在對結構進(jìn)行強度分析時(shí)，要對危險點(diǎn)處于復雜應力狀態(tài)的構件進(jìn)行強度計算，首先要知道是什么因素使材料發(fā)生某一類(lèi)型破壞的。長(cháng)期以來(lái)，人們根據對材料破壞現象的分析，提出了各種各樣的假說(shuō)，認為材料的某一類(lèi)型破壞現象是由哪些因素所引起的，這種假說(shuō)通常就稱(chēng)為強度理論。一種類(lèi)型的破壞是脆性斷裂破壞，第Ⅰ、Ⅱ強度理論依據于它；一種類(lèi)型的破壞是型性流動(dòng)破壞，第Ⅲ、Ⅳ強度理論以此為依據。

    建立強度理論的目的就是要找出一種材料處于復雜應力狀態(tài)下強度條件，即使是什么樣的條件材料不會(huì )破壞失效。根據不同的強度理論可以得到復雜應力狀況下三個(gè)元應力的某種組合，這種組合應力ζxd和軸向拉伸時(shí)的單向拉應力在安全程度上是相當的，具有可比性，可以與單向屈服應力相比較而得出強度條件，因此，通常稱(chēng)ζxd為相當應力或當量應力。

    第Ⅰ強度理論――最大主應力理論：認為最大主應力ζ1是引起材料斷裂破壞的因素。即認為不論在什么樣的應力狀態(tài)下，只要構件內一點(diǎn)處的三個(gè)主應力中最大的主應力ζ1達到材料的極限值，就會(huì )引起村料的斷裂破壞。第Ⅰ強度理論的表達式： ζxd1＝ζ1     第Ⅱ強度理論----最大伸長(cháng)線(xiàn)應變理論，認為最大伸長(cháng)線(xiàn)應變ε1是引起材料斷破壞的因素。即認為不論在什么樣的應力狀態(tài)下，只要構件內一點(diǎn)處的最大伸長(cháng)線(xiàn)應變ε1 達到材料的極限值，就會(huì )引起材料的破壞。第Ⅱ強度理論的表達式：ζxd2＝ζ1 -μ(ζ1+ζ1)  （3）式中，μ為材料泊松比。 第Ⅲ強度理論----最大剪應力理論：認為最大剪應力ηmax 是引起材料流動(dòng)破壞的因素。