壓力容器分析設計最早源自美國機械工程師協會的ASME Ⅲ 《核設施元件建造規則》，該協會于1968年發布ASME Ⅷ2《壓力容器另一規則》。此后30年，各國紛紛參照ASME Ⅷ2制定本國的分析設計規范，但總的來說壓力容器分析設計方法與上世紀六十年代相比變化并不大。

近15年來，國際上壓力容器規范發生了巨大的變化。歐盟于1997年頒布承壓設備指令PED，隨后，2002年5月30日頒布與其配套的EN 13445《非燃燒壓力容器》建造規范，提出了很多新理念和新觀點，這對ASME壓力容器規范來說，無疑形成了挑戰。

為此，ASME提出要實現"Ⅷ2規范現代化",重新改寫原ASME Ⅷ 2，以抗衡EN 13445，并保持在壓力容器設計規范方面的統治地位。這部2007年7月1日頒布的新版ASME Ⅷ 2前后制訂歷時多年，系統總結了近40年來分析設計方法在基本思想和基本理念方面的重大進展，吸收了諸多壓力容器前沿技術，全面引入了數值分析方法和無需應力分類的彈塑性分析方法，其主要特點如下:

 以失效模式為主線編制分析設計的規則，考慮了四種失效模式:①整體塑性垮塌失效;②局部失效;③屈曲引起的垮塌失效;④循環載荷引起的失效,包括疲勞和棘輪。

 全面引入數值分析方法(主要是有限元分析)，對如何將數值分析應用于工程設計制定了一系列應該遵循的原則和步驟。規范所提供的各種設計和評定方法大部分都是以數值分析的結果為基礎的。

 彈性應力分析準則中的強度理論由第三強度理論改為第四強度理論。

 除了繼續應用彈性應力分析方法外,還對總體塑性垮塌、局部失效、屈曲垮塌和循環失效等4種失效模式全面引入了彈塑性分析方法。無須進行應力分類的分析設計方法是壓力容器設計現代化的熱點。

 提出了基于載荷和抗力系數設計(Load and Resistance Factor Design)概念的彈塑性設計程序。

 對于局部失效，提出了基于局部應變失效的新設計方法。這種方法無需應力分類。

 對于屈曲垮塌，由于采用了數值分析方法，可以計算任意形狀元件的屈曲載荷，包括彈性屈曲分析和彈塑性屈曲分析。

 針對焊接接頭疲勞評定，提出了基于當量結構應力范圍的評定方法，該方法對有限元網格不敏感，也是目前世界上更先進的疲勞評定方法之一。

當前，全球壓力容器分析設計規范總體上分為兩大體系，即美國的ASME Ⅷ2和歐盟的EN 13445，其他各國的分析設計規范雖然各有特色，但總的來說沒有脫離這兩部規范的體系。ASME鍋爐壓力容器規范已被100多個接受，并作為滿足當地壓力容器法規的技術規范。在國內，美歐分析設計方法的工程應用也越來越受到業界的重視。截至2013年6月16日，我國已有695家廠商取得了1 065張ASME授權證書，以更有利地參與全球市場競爭。但是，就分析設計方法的應用，我國壓力容器分析設計人員面臨著眾多挑戰，主要有以下幾個方面:

(1) 分析設計越來越普遍。相比常規設計(EN 13445稱為公式設計)，分析設計也變得越來越"常規"，這個趨勢在最近幾年尤其明顯。EN 13445(2009)附錄B.1(直接法)中也寫道:分析設計為任意元件在任意載荷下的設計提供了規則。其可作為公式設計的替代或補充。附錄C.1(彈性分析和應力分類)中也有類似表述。EN 13445沒有將分析設計與常規設計分為兩部規范，新版ASME Ⅷ2規范也在其第4篇中列入了"規則設計"。可預見，不久的將來，分析設計不再是一項"技術"，而只是一種與常規設計可相互替換和補充的設計方法而已，每個設計人員都應掌握。

(2) 設計人員對計算機及程序的應用負責。ASME Ⅷ2前言中寫道:委員會認為設計和分析所用的工具和技術是隨技術進步而進步的，希望工程師在應用這些工具時做出可靠的判斷。規范既不要求，也不禁止使用計算機來對按規范要求建造的元件進行設計或分析。但是，采用計算機程序進行設計或分析的設計人員和工程師應注意:他們要對所采用的程序中固有的一切技術性假設負責，且對設計中這些程序的應用負責。也就是說，規范只給出設計規則，至于用什么工具和技術由設計人員負責，這對設計人員而言確實是一項挑戰。

(3) 數值分析的性和正確性由設計者負責。ASME Ⅷ2中5.1.2.3節寫道:(規范)對應力分析方法、元件建模及分析結果的證實均未提供建議。雖然設計過程中的這些方面是重要的，且在分析中必須加以考慮，但由于這些方法和設計過程的可變性，(規范)未提供這些主題的詳細處理方法。但是，的應力分析包括所有結果的證實作為前言

美國ASME壓力容器分析設計設計的一個部分必須提供。再如:ASME Ⅷ2中5.2.3節的極限載荷分析法和5.2.4節的彈塑性分析法把極限(塑性垮塌)載荷定義為數值分析不收斂的那個點，但對非線性分析求解中的收斂準則沒給出任何指導。EN 13445(2009)附錄C.1(彈性分析和應力分類)中也有類似表述:確定應力所采用的方法由制造者負責。

(4) 商業有限元軟件的功能強大而復雜。如:提供豐富的單元和分析類型，各種自動網格劃分功能，應力線性化，應力分類，疲勞的前、后處理，焊縫的建模和評估，優化系統，專家系統，知識管理系統，甚至融入了質量管理體系。面對功能如此強大且仍在飛速發展的有限元軟件，要對其熟練掌握，無疑是有一定難度的。

(5) 規范與有限元法及程序的融合。目前分析設計絕大部分采用有限元法完成，但規范對如何運用有限元法來進行壓力容器及其元件的設計和評估并未給出詳細的指導和明示。例如在模型中如何設置邊界條件或確定衰減長度，如何進行螺栓、焊縫、局部載荷、管口、支座、管板等的分析，如何進行后屈曲、總體塑性、安定、蠕變等分析，這些都沒有給出詳細指導。如何應用有限元軟件來完成一個符合規范要求的分析成了設計人員必須掌握的技能。相比分析設計規范的制定，似乎應用有限元法來實施符合規范要求的分析更有難度。

(6) 對有限元分析過程和結果的驗證。相比其他的設計方法(如ASME Ⅷ2第4篇中的規則設計)，基于有限元法的分析設計面臨的一個主要問題就是對其過程和結果的正確性驗證。分析過程中來自設計者或者軟、硬件的主、客觀不確定因素遠多于解析法或公式法。通俗地講，不同的人采用不同的軟、硬件會得出不同的結果，比如屈曲分析中，由于單元類型或網格劃分的不同，可能出現不同的屈曲模式和屈曲載荷。此類問題如何驗證，規范沒有給出指導，僅在其前言中提到:委員會……制定的規則，不能理解為以任何形式限制制造廠自由選擇任何符合規范規則的設計方法和建造方式。換句話說，有限元分析法的不確定性是不可避免的，其過程和結果是否"符合規范規則"由設計者做出判斷。

所以，對設計者而言，即使理解了規范條款，似乎還遠遠不夠，還應掌握其他一些基本技能，如:了解工程現象及其相關的背景知識，能熟練使用有限元分析軟件，能夠將實際結構抽象為數值模型。簡單地說，就是如何應用有限元軟件來完成符合規范要求的分析和設計。這就要求分析設計人員要對設計規范有充分的認識，理解規范條款的理論基礎和來源，了解有限元理論的知識，熟悉有限前言

美國ASME壓力容器分析設計元軟件的操作、計算原理及其與有限元理論的差異。設計者作為規范和工具間的橋梁，起著至關重要的作用，必須既懂規范又懂工具，否則，再先進的規范、再好的軟、硬件設施也不能得出理想的設計方案，甚至還會帶來安全隱患。