壓力容器設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)及基本概念

1、1 1我國(guó)壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范名稱是 _。 第一章第一章 化工容器設(shè)計(jì)概論化工容器設(shè)計(jì)概論 GB150-2011 壓力容器。 2. 歐盟壓力容器規(guī)范名稱為 _。 EN13445 非直接著火壓力容器 2 3. 美國(guó)壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范中的常規(guī)設(shè)計(jì)在ASME鍋爐與壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范第_ 卷，第_分冊(cè)。名稱為 _。 分析設(shè)計(jì)規(guī)范在第_卷，第_分冊(cè)。名稱為_。 2 1 Rules for Construction of Pressure Vessels Alternative Rules for Construction of Pressure Vessels VIII VIII 第一章第一章 化工容器設(shè)計(jì)概論

2、化工容器設(shè)計(jì)概論 3 4我國(guó)鋼制壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范GB150-98采用的強(qiáng)度理論為： （ ） （A）；（B）；（C）；（D）。 A 第一章第一章 化工容器設(shè)計(jì)概論化工容器設(shè)計(jì)概論 GB壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中以第一強(qiáng)度理論為設(shè)計(jì) 準(zhǔn)則，將最大主應(yīng)力限制在許用應(yīng)力以內(nèi)。 p18 4 5我國(guó)鋼制壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范GB150-1998 鋼制 壓力容器適用于設(shè)計(jì)壓力不大于_MPa: （ ） （A）100；（B）64；（C）35；（D）16。 C 第一章第一章 化工容器設(shè)計(jì)概論化工容器設(shè)計(jì)概論 GB-150壓力容器標(biāo)準(zhǔn)適用于設(shè)計(jì)壓力不大 于35MPa的鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、檢 驗(yàn)與驗(yàn)收。 p17 5 6. 按設(shè)計(jì)

3、壓力大小，容器分為四個(gè)等級(jí)： （1）低壓容器：_ p MPa; （2）中壓容器：_ p MPa; （3）高壓容器：_ p MPa; （4）超高壓容器：p MPa; 0.11.6 1.610.0 10.0100 100 第一章第一章 化工容器設(shè)計(jì)概論化工容器設(shè)計(jì)概論 p19 6 7對(duì)壓力容器用鋼的綜合要求是足夠 的 、良好的 、 優(yōu)良的 、 以及良好的 。 強(qiáng)度塑性韌性 可焊性 第一章第一章 化工容器設(shè)計(jì)概論化工容器設(shè)計(jì)概論 綜上所述，保證強(qiáng)度又要有良好的塑性、韌性和 可焊性，以致低溫韌性，這是對(duì)壓力容器用鋼的基 本要求。 p7 7 8. 空氣貯罐，操作壓力為0.6MPa，操作溫度為常 溫，若設(shè)

4、計(jì)厚度超過(guò)10毫米，則下列碳素鋼材 中能夠使用的為： （ D ） (A) Q235AF； (B) Q235B； (C) Q235C； (D) 20R。 第一章第一章 化工容器設(shè)計(jì)概論化工容器設(shè)計(jì)概論 Q235類鋼是屈服強(qiáng)度為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼， 強(qiáng)度不高，化學(xué)成分不滿足“固定容規(guī)”要求。通 常不作為壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中的容器專用鋼。 8 9我國(guó)“固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程”把容器 分為三類： l第類壓力容器 l第類壓力容器 第類壓力容器 第一章第一章 化工容器設(shè)計(jì)概論化工容器設(shè)計(jì)概論 9 第一章第一章 化工容器設(shè)計(jì)概論化工容器設(shè)計(jì)概論 10 11 12 13 在殼體上作用有兩類內(nèi)力，法向力

5、N和N，及橫向力Q、 彎矩M和M。法向力來(lái)自中面的拉伸和壓縮變形，橫向力、 彎矩是由中面的彎曲變形產(chǎn)生的，將法向力稱為薄膜應(yīng)力， 而將橫向力、彎矩稱為彎曲應(yīng)力。在殼體理論中，如果考慮 上述全部?jī)?nèi)力，稱為“有力矩理論”或“彎曲理論”。但對(duì) 部分容器，在特定的殼體形狀、載荷和支撐條件下，彎曲應(yīng) 力與薄膜應(yīng)力相比很小，可以略去不計(jì)，使殼體計(jì)算大大簡(jiǎn) 化，這時(shí)殼體的應(yīng)力狀態(tài)僅由法向力N和N確定，基于這一 假設(shè)求解薄膜內(nèi)力的理論，稱為“無(wú)力矩理論”或“薄膜理 論”。 13什么叫無(wú)力矩理論？什么叫有力矩理論？ 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 14 14球形容器的第一曲率半徑為_，

6、第二曲率半徑為_。 球半徑R 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 15圓柱形容器的第一曲率半徑為_， 第二曲率半徑為_。 16圓錐形容器的第一曲率半徑為_， 第二曲率半徑為_。 p28 球半徑R 無(wú)窮大 圓柱體半徑R 無(wú)窮大 R2=x tan 15 17受均勻內(nèi)壓作用的球形容器，經(jīng)向薄膜應(yīng) 力和周向薄膜應(yīng)力的關(guān)系為（ ） （A） ； （C）pR/2t （D）pR/t C 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) (2-12) p28 16 18受均勻內(nèi)壓作用的圓柱形容器，經(jīng)向薄膜 應(yīng)力和周向薄膜應(yīng)力的關(guān)系為 （ ） （A）=2pR/2t；（B）=2pR/t；

7、（C）2=pR/t； （D）2pR/2t B 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) (2-13) p28 17 19均勻內(nèi)壓作用橢圓形封頭的頂點(diǎn)處，經(jīng)向 薄膜應(yīng)力和周向薄膜應(yīng)力的關(guān)系為 ( ) （A）；（B） ； （D） 1/2 A 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) (2-16) p29 18 20無(wú)力矩理論使用的條件是什么？ 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) (1) 殼體的厚度、曲率沒有突變，構(gòu)成同一殼體 的材料物理性能相同(如E, m 等)，對(duì)于集中載 荷區(qū)域附近無(wú)力矩理論不能適用。 (2) 殼體邊界處不能有垂直于殼面法向力和力

8、矩 的作用。 (3) 殼體邊界處只可有沿經(jīng)線切線方向的約束， 邊界處轉(zhuǎn)角與擾度不應(yīng)受到約束。 p34 19 21承受均勻內(nèi)壓時(shí)，橢圓形封頭是否會(huì)失穩(wěn)？ 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 在橢圓形封頭的長(zhǎng)短軸之比大于2時(shí)，在封頭的轉(zhuǎn)角處和赤 道處的周向應(yīng)力成為負(fù)值，會(huì)產(chǎn)生局部失穩(wěn)。 p30 20 橫截面（即垂直于軸線的截面）為橢圓形的容 器可以用薄膜理論分析應(yīng)力。（ ） 由于結(jié)構(gòu)不連續(xù)，組合殼在連接處附近的局部區(qū)域出 現(xiàn)衰減很快的應(yīng)力增大現(xiàn)象，稱為“不連續(xù)效應(yīng)”或 “邊緣效應(yīng)”。 22. 由邊緣力和彎矩產(chǎn)生的邊緣應(yīng)力具有 _、_等基本特性。 局部性自限性 23由邊緣力和彎矩

9、產(chǎn)生的邊緣應(yīng)力，影響的 范圍為 （ ） （A） （B） （C） （D）Rt2Rt Rt Rt2 A 21 p47 設(shè)計(jì)中的考慮：可在結(jié)構(gòu)上作局部處理，如：改變連 接邊緣的剛性結(jié)構(gòu)；邊緣應(yīng)力區(qū)局部加強(qiáng)；保證邊緣 焊縫的質(zhì)量；降低邊緣區(qū)的殘余應(yīng)力；避免邊緣區(qū)附 加局部應(yīng)力、開孔等。 只要是塑性材料，即使邊緣區(qū)局部點(diǎn)的應(yīng)力超出材料 的屈服極限，周圍尚未屈服的彈性區(qū)也能抑制塑性變 形的發(fā)展，使容器處于安定狀態(tài)。故多數(shù)有塑性較好 材料制成的容器，除結(jié)構(gòu)上做局部處理外，一般不對(duì) 邊緣應(yīng)力作特殊考慮。然而，對(duì)于由于邊緣應(yīng)力較大， 可能引起脆性破壞或疲勞破壞的容器，則需詳細(xì)計(jì)算 邊緣應(yīng)力，按分析設(shè)計(jì)。 由于邊

10、緣應(yīng)力的自限性，其危害不如薄膜應(yīng)力，應(yīng)力 分析設(shè)計(jì)中可取較大需用應(yīng)力值。 不論設(shè)計(jì)中是否計(jì)算邊緣應(yīng)力，都要盡可能改進(jìn)連接 邊緣結(jié)構(gòu)，使邊緣應(yīng)力處于較低水平。 22 24圓筒形容器承受內(nèi)壓時(shí)，在筒體與封頭連 接處，除由內(nèi)壓引起的_應(yīng)力外，還 存在滿足_條件而產(chǎn)生的_應(yīng)力， 后者具有_和_的特性。 薄膜應(yīng)力 連續(xù)性邊緣 局部性自限性 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 23 p51 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 24 p52 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 25p53 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 26

11、 26受軸對(duì)稱橫向均布載荷的圓形薄板，周 邊固定時(shí)，最大彎曲應(yīng)力在_處，最大 撓度在_處。當(dāng)周邊簡(jiǎn)支時(shí)，最大彎曲 應(yīng)力在_處，最大撓度在_處。 板邊緣 板中心 板中心板中心 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 25.要使圓板在均布載荷下有較小的撓度和應(yīng)力， 應(yīng)使圓板處于簡(jiǎn)支邊界條件下。（ ） 27 27受均布橫向載荷作用的周邊固支圓形薄 平板，最大應(yīng)力為周邊徑向彎曲應(yīng)力，當(dāng)載 荷一定時(shí)，降低最大應(yīng)力的方法有 （ ） (A) 增加厚度； (B) 采用高強(qiáng)鋼； (C) 加固周邊支撐； (D) 增大圓板直徑。 A 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 28 28

12、設(shè)計(jì)壓力指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，其值 不得低于容器的工作壓力。 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 在相同介質(zhì)壓力p、材料和相同直徑D下， 平板封頭比凸形封頭厚得多，這是因?yàn)椋?）。 29 29壓力容器的設(shè)計(jì)壓力通常取最高工作壓力 的_倍。1.051.10 30容器的壁厚附加量包括： _。 腐蝕裕量C2 鋼板負(fù)偏差C1 31焊接接頭系數(shù)是：_ 的比值。 焊縫金屬與母材強(qiáng)度 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 30 32安全系數(shù)的選取方法，用抗拉強(qiáng)度b時(shí)， 為_；用屈服強(qiáng)度y時(shí)，為_；用蠕 變強(qiáng)度tn時(shí)，為_；用持久強(qiáng)度tD時(shí)， 為_； 33承壓容器材

13、料的許用應(yīng)力取 _、 _或_三者中最小值。p67 D D t n b b n n n t n 2.71.5 1.0 1.5 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 31 34液壓試驗(yàn)的壓力為設(shè)計(jì)壓力的： （ ） (A)1.05倍；(B)1.10倍；(C)1.15倍；(D)1.25倍 D p67 35氣壓試驗(yàn)的壓力為設(shè)計(jì)壓力的： （ ） (A)1.05倍；(B)1.10倍；(C)1.15倍；(D)1.25倍 B 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 32 36液壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力不得超過(guò)該試驗(yàn)溫度下 材料屈服強(qiáng)度的_；氣壓試驗(yàn)，不得超 過(guò)屈服強(qiáng)度的_。 90% 80

14、% 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) p68 對(duì)液壓試驗(yàn)，此應(yīng)力值不得超過(guò)該試驗(yàn)溫度下材料 屈服強(qiáng)度的90%，對(duì)氣壓試驗(yàn)，則不得超過(guò)屈服強(qiáng)度 的80%。 33 37按照我國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)，最小壁厚，對(duì)于 碳鋼和低合金鋼容器不小于_mm，對(duì)高合 金鋼容器不小于_mm。 3 2 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) p67 最小壁厚： (1) 對(duì)碳鋼和低合金鋼容器不小于3mm。 (2) 對(duì)高合金鋼容器不小于2mm。 34 39低合金鋼容器，液壓試驗(yàn)時(shí)液體溫度不 得低于 ( ) (A) 0 oC；(B) 5 oC；(C) 10 oC；(D) 15 oC 38碳素

15、鋼制容器，液壓試驗(yàn)時(shí)液體溫度不 得低于 ( ) (A) 0oC；(B) 5 oC； (C) 10 oC；(D) 15 oC D B p67 40液壓試驗(yàn)用水應(yīng)控制氯離子_。 25 mg/L 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 35 41在進(jìn)行容器壓力試驗(yàn)時(shí)，需要考慮哪些 問題？為什么？ (1)壓力試驗(yàn)一般用水，進(jìn)行液壓試驗(yàn)。液壓試驗(yàn)壓 力為： 其中：PT為內(nèi)壓試驗(yàn)的壓力，p為試驗(yàn)內(nèi)壓，為試 驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，t為設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力。 t T pp25. 1 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 36 41在進(jìn)行容器壓力試驗(yàn)時(shí)，需要考慮哪些 問題？為什么

16、？ (2) 奧氏體不銹鋼為防止氯離子的腐蝕，應(yīng)控 制Cl 25 mg/L (3) 為防止試驗(yàn)時(shí)發(fā)生低溫脆性破壞，碳素鋼、 16MnR、正火15MnVR溫度不能低于5oC， 其他低合金鋼，溫度不低于15oC 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 37 41在進(jìn)行容器壓力試驗(yàn)時(shí)，需要考慮哪些 問題？為什么？ (5) 氣壓試驗(yàn)時(shí)，介質(zhì)溫度不得低于15 oC。 (4) 不宜作液壓試驗(yàn)的容器，可用清潔的干空 氣、氮?dú)饣蛘咂渌栊詺怏w，氣壓試驗(yàn)的壓 力為： MPa。 t T pp25. 1 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 38 41在進(jìn)行容器壓力試驗(yàn)時(shí)，需要考慮哪

17、些 問題？為什么？ (7)液壓或者氣壓試驗(yàn)時(shí)，液壓試驗(yàn)壓力如果采 用高于新容規(guī)規(guī)定的耐壓試驗(yàn)壓力時(shí)，應(yīng) 當(dāng)按照GB150規(guī)定對(duì)殼體進(jìn)行強(qiáng)度校核。須按 下式校核圓筒的應(yīng)力： ，液壓試 驗(yàn)時(shí)，此應(yīng)力值不得超過(guò)試驗(yàn)溫度下材料屈服 點(diǎn)的90%，氣壓試驗(yàn)不得超過(guò)80%。 eeT ttp2Di T 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) （6）也可采用氣、液組合試驗(yàn) 39 圓筒形容器 球形容器 橢圓形封頭 平板封頭 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 40 43從設(shè)計(jì)角度，法蘭可以分為以下三類： _法蘭、_法蘭和_法蘭。 松式整體任意式 44螺栓墊片法蘭連接的密封中兩個(gè)

18、重要 的工況是：_、_。 預(yù)緊工況操作工況 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 相同公稱壓力和公稱直徑的容器法蘭和 管法蘭可以混用。（ ） 41 45請(qǐng)指出下列法蘭的類型： 松式法蘭松式法蘭松式法蘭整體法蘭整體法蘭 整體法蘭任意式法蘭任意式法蘭任意式法蘭 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 42 46法蘭密封常用的壓 緊面型式有： _、_、 _、_ 四種型式。 榫槽面梯形槽 凹凸面突臺(tái)面 p80 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 43 47螺栓墊片法蘭連接的密封中兩個(gè)重要 的墊片性能參數(shù)是： _、_。 墊片壓緊力(比壓力) y 墊片

19、系數(shù) m 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) 為了避免法蘭連接中螺栓與螺母咬死，螺母的硬度 一般比螺栓低HB3020。（ ） 44 對(duì)用鋼板卷制的筒體和成型封頭來(lái)說(shuō)，公稱直徑 是指它的 內(nèi)徑 ，對(duì)鋼管來(lái)說(shuō)，公稱直徑是指 與鋼管內(nèi)外徑接近的某個(gè)規(guī)定值 。 法蘭選用的兩個(gè)重要參數(shù)：公稱壓力和公稱直徑 公稱壓力：公稱壓力是壓力容器或管道的標(biāo)準(zhǔn)化壓力 等級(jí)。指規(guī)定溫度下的最大工作壓力，并經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn) 化后的壓力數(shù)值。 公稱直徑：公稱直徑（公稱通徑）是容器和管道標(biāo)準(zhǔn) 化后的尺寸系列，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系列選用。 45 (1) 必須在預(yù)緊時(shí)，使螺栓力在壓緊面與墊片 之間建立起不低于y值的比壓

20、力； (2) 當(dāng)設(shè)備工作時(shí)，螺栓力應(yīng)能夠抵抗內(nèi)壓的 作用，并且在墊片表面上維持m倍內(nèi)壓的 比壓力。 48保證法蘭連接緊密不漏的條件是什么？ 第二章第二章 中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì)中低壓容器的規(guī)則設(shè)計(jì) p85 46 法蘭選用中，為什么要先查“最高允許工作壓力表”（俗稱“升溫降壓表”）？ 標(biāo)準(zhǔn)法蘭是以16Mn材料在200時(shí)的機(jī)械性能為依據(jù)制定的。即當(dāng)采用16Mn材 料時(shí)，其在200時(shí)可以承受的最大工作壓力為其公稱壓力值。如果采用的法蘭材 料非16Mn，而是機(jī)械性能低于16Mn的材料，或者法蘭的工作溫度超過(guò)200時(shí)， 此時(shí)法蘭可以承受的最大工作壓力將低于其公稱壓力值，即“升溫降壓”。 47 (1)開孔破

21、壞了原有的應(yīng)力分布并引起應(yīng)力集中； (2)接管處容器殼體與接管形成結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力； (3)殼體與接管連接的拐角處因不等截面過(guò)渡(即小 圓角)而引起應(yīng)力集中。 這三種因素均使開孔或開孔接管部位的應(yīng)力比殼體 中的膜應(yīng)力為大，統(tǒng)稱開孔或接管部位的應(yīng)力集中。 49壓力容器開孔接管后對(duì)應(yīng)力分布和強(qiáng)度 帶來(lái)什么影響？ 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 p101 48 50應(yīng)力集中系數(shù)是指_和_的 比值。容器開孔接管，除了_ 加上_，及 _ 等因素的綜合作用，其附近就成為壓力容器 的破壞源。 應(yīng)力峰值薄膜應(yīng)力 開孔引起的應(yīng)力集中 容器殼體與接管形成的結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力 殼體與接管連接

22、處因不等截面過(guò)渡引起的應(yīng)力集中 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 49 51在均勻內(nèi)壓作用的豎直的薄壁圓筒上開 孔時(shí)，孔周邊的的最大應(yīng)力出現(xiàn)在：（ ） （A）孔周邊任一點(diǎn)； （B）孔周邊與水平線成45夾角處； （C）孔周邊與水平線成60夾角處； （D）孔周邊與水平線成90夾角處； D 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 p102 50 52平板開孔的應(yīng)力集中系數(shù)為： （ ） (A) 2； (B) 2.5； (C) 3； (D) 0.5 C p102 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 51 53球殼開孔的應(yīng)力集中系

23、數(shù)為： （ ） (A) 2； (B) 2.5； (C) 3； (D) 0.5 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 A p102 52 54圓筒開孔的應(yīng)力集中系數(shù)為： （ ） (A) 2； (B) 2.5； (C) 3； (D) 0.5 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 B p102 53 55應(yīng)力指數(shù) I 與應(yīng)力集中系數(shù) Kt 的區(qū)別？ 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 l 應(yīng)力指數(shù)I指考慮點(diǎn)(可以多個(gè)點(diǎn))的應(yīng)力分量(、t、r) 與容器無(wú)開孔接管時(shí)的周向薄膜應(yīng)力之比。 l 應(yīng)力集中系數(shù)Kt指最大應(yīng)力分量的點(diǎn)(只有

24、一個(gè)點(diǎn))與無(wú)應(yīng) 力集中時(shí)的計(jì)算應(yīng)力(對(duì)容器來(lái)說(shuō)也是無(wú)開孔接管時(shí)的周 向計(jì)算薄膜應(yīng)力)之比。 l 一個(gè)區(qū)域只有一個(gè)Kt值。Kt的大小可以衡量結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中 的優(yōu)劣。 l 結(jié)構(gòu)的應(yīng)力指數(shù)I可以有多個(gè)(如拐角的內(nèi)側(cè)、外側(cè)不同方 向)，而且不一定是最大的。 p104 54 56目前我國(guó)容器設(shè)計(jì)中開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 是_、分析法補(bǔ)強(qiáng)。 等面積補(bǔ)強(qiáng)的原則是： 等面積補(bǔ)強(qiáng) 在有效的補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)，殼體除本身承受內(nèi)壓所 需截面積外的多余截面積不應(yīng)少于開孔所減少 的有效截面積 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 p108 55 57容器開孔后，局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)形式有： _、_、_。 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)整

25、鍛件補(bǔ)強(qiáng)接管補(bǔ)強(qiáng) 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，使用經(jīng)驗(yàn)豐富， 可用于任何場(chǎng)合。（ ） 56 wX YZ tn + p109 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 開孔削弱的截面積A0 殼體計(jì)算壁厚外多余的 金屬面積A1 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)另外增加的補(bǔ) 強(qiáng)元件的金屬截面積 接管計(jì)算厚度外的多 余金屬截面積 有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊 縫金屬截面積 57 58有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有多大？ p110 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 58 59為了使跨中截面彎矩與支座截面彎矩?cái)?shù) 值上相近，對(duì)臥式容器鞍座的位置宜

26、取 ( ) (A) A0.2L；(B) A0.5R；(C) A0.2L； (D) A = L/3 A p111 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 59 分析臥式容器鞍座的位置安放在何處時(shí)（設(shè)筒體總長(zhǎng)為L(zhǎng)；梁外伸長(zhǎng)為A；筒體內(nèi)半徑為Ri），臥式容器受 力較好？ （1）.按照材料力學(xué)的分析，可將臥式容器看成承受均布載荷 的外伸梁，在支座和跨中截面彎矩絕對(duì)值相等時(shí)，為該梁的最 佳支座位置，即A0.2L。 （2）.封頭的剛性較大，為利用封頭的剛性支撐作用，應(yīng)盡量 使支座靠近封頭，有A0.5Ri。 60 臥式容器除了考慮由操作壓力引起的薄膜應(yīng)力 外，還要考慮容器總重導(dǎo)致筒體橫

27、截面上的縱向彎 矩和剪力，而且跨中截面和支座截面是容器可能發(fā) 生失效的危險(xiǎn)截面。為了進(jìn)行強(qiáng)度或穩(wěn)定性校核， 需要確定危險(xiǎn)截面上的最大應(yīng)力的位置與大小。 60臥式容器中_和_是需 校核的危險(xiǎn)截面。 支座截面跨中截面 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 p116 61 p117 61支承在雙鞍座上正壓操作的臥式容器，器 壁中出現(xiàn)最大軸向拉伸應(yīng)力的工況是：（ ） (A) 裝滿物料而未升壓；(B) 裝滿物料已升壓 (C) 未裝物料而升壓； A 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 62 第三章第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問壓力容器的整體設(shè)計(jì)問 題題 62

28、臥式容器鞍座跨中截面上筒體的最大軸向 應(yīng)力發(fā)生在_和_。 截面最高點(diǎn)截面最低點(diǎn) 1 2 3 4 p116 63 支座截面上： 1 2 3 4 63臥式容器鞍座支座截面上筒體的最大軸向 應(yīng)力發(fā)生在_和_。 截面最高點(diǎn)截面最低點(diǎn) 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 p117 64 64臥式容器筒體上的最大切向應(yīng)力在筒體有 加強(qiáng)圈時(shí)發(fā)生在_，筒體無(wú)加強(qiáng)圈 但是被封頭加強(qiáng)時(shí)，及筒體未被加強(qiáng)時(shí)分別在 _。 水平中心線處 p118 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 65 65臥式容器筒體上最大周向壓縮應(yīng)力發(fā)生在 （ ） (A) 跨中截面最高處；（B）跨中截面最低處 (C) 支座截面最高處； (D) 支座截面最低

29、處； D 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 66 66壓力容器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中減少局部應(yīng)力的措施是 (1)_； (2)_。局部載荷作用處加強(qiáng)，墊襯板減小局部應(yīng)力 在結(jié)構(gòu)不連續(xù)處盡可能圓滑過(guò)渡并避開焊縫 p136 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 67 p136 67壓力封頭和筒體連接處，為什么要直邊段？ 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 68 p136 68怎樣把角焊縫變成對(duì)接焊縫？ 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 69 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 69怎樣把變徑段的角焊縫變成對(duì)接焊縫？ p137 上下連接部位 的結(jié)構(gòu)不連續(xù) 應(yīng)力過(guò)大 30o45o時(shí)大 端應(yīng)采用帶過(guò)渡 區(qū)的折邊錐殼 45o時(shí)小端也

30、應(yīng)采用帶過(guò)渡區(qū) 的折邊錐殼 最好采用反向 曲線形式的回 轉(zhuǎn)殼 70 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 70容器支座為什么最好要加墊板？ p137 71 71焊縫可以分為幾類？ ABCD 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 容器殼體的縱向焊縫及凸形封頭的拼接 焊縫承受最大主應(yīng)力，均屬于A類焊縫。 72 71焊縫可以分為幾類？ ABCD 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 殼體的環(huán)向焊縫受的主應(yīng)力僅為縱焊縫應(yīng)力 的一半，將其分類為B類焊縫。 73 71焊縫可以分為幾類？ ABCD 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 球形封頭與圓筒殼的連接環(huán)縫不屬于B類而屬于A類， 因這條環(huán)縫相當(dāng)于凸形封頭上的拼接焊縫。A類及B

31、 類焊縫全部應(yīng)為對(duì)接焊縫。 74 71焊縫可以分為幾類？ ABCD 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 法蘭、平封頭、管板等厚截面部件與殼體及管道的 連接焊縫屬C類焊縫，C類焊縫是填角焊縫 75 71焊縫可以分為幾類？ ABCD 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 接管、人孔或集液槽等與殼體或封頭的連接焊縫 屬于D類焊縫，這基本上是不同尺寸的回轉(zhuǎn)殼體相 貫處的填角焊縫。 76 72壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有哪些基本原則？ p139 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 77 72壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有哪些基本原則？ 第三章 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 p140 78 72壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有哪些基本原則？ 第三章

32、 壓力容器的整體設(shè)計(jì)問題 79 焊接接頭是 焊肉 、 熔合區(qū) 、 熱影響區(qū) 三部分的總稱。 一般的講，要盡量避免在焊縫上開孔，為什么？ 壓力容器的焊縫往往存在如氣孔、夾渣、未焊透、裂紋等焊接缺 陷，焊縫熱影響區(qū)往往由于存在焊接殘余應(yīng)力以及晶粒粗大，材 料性能劣化，故焊縫為薄弱環(huán)節(jié)。而開孔使得強(qiáng)度削弱，引起應(yīng) 力集中。故要盡量避免在焊縫上開孔。 對(duì)壓力容器焊接接頭的余高加以限制的主要原因是（ ）。 （A）減小應(yīng)力集中； （B）表面光滑好看 （C）方便安裝、運(yùn)輸； （D）便于焊縫檢驗(yàn)； 80 73外壓容器除了強(qiáng)度外，還應(yīng)考慮_問題。 請(qǐng)舉兩個(gè)不同類型外壓容器的例子： _、 _。 失穩(wěn) 真空操作的冷

33、凝器、結(jié)晶器、蒸餾塔的外殼 帶有加熱或冷卻夾套的反應(yīng)器內(nèi)殼 p148 第四章 外壓容器設(shè)計(jì) 81 74怎樣區(qū)分長(zhǎng)圓筒和短圓筒？它們的的臨 界長(zhǎng)度為 _。 p154 第四章 外壓容器設(shè)計(jì) 82 真空容器按外壓容器計(jì)算，裝有安全控制裝置時(shí)，取1.25倍 最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者中的較小值；無(wú)安全裝置時(shí)， 取0.1MPa。帶夾套的容器應(yīng)考慮可能出現(xiàn)最大壓差的危險(xiǎn)工 況，例如當(dāng)內(nèi)筒容器突然泄壓而夾套內(nèi)仍有壓力時(shí)所產(chǎn)生的 最大壓差。帶夾套的真空容器，按上述真空容器選取的設(shè)計(jì) 外壓力加上夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)內(nèi)壓力一起作為設(shè)計(jì)外壓。p162 75真空容器的設(shè)計(jì)壓力：當(dāng)裝有安全控制裝置時(shí)， 取_，或_兩者中的

34、較小 值；無(wú)安全裝置時(shí)，取_。帶夾套的真空容器， 則按_ 加上 _。 1.25倍最大內(nèi)外壓力差0.1MPa 0.1MPa 上述真空容器選取的設(shè)計(jì)外壓力 夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)內(nèi)壓力一起作為設(shè)計(jì)外壓 第四章 外壓容器設(shè)計(jì) 83 真空容器按外壓容器計(jì)算，裝有安全控制裝置時(shí)，取1.25倍 最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者中的較小值；無(wú)安全裝置時(shí)， 取0.1MPa。帶夾套的容器應(yīng)考慮可能出現(xiàn)最大壓差的危險(xiǎn)工 況，例如當(dāng)內(nèi)筒容器突然泄壓而夾套內(nèi)仍有壓力時(shí)所產(chǎn)生的最 大壓差。帶夾套的真空容器，按上述真空容器選取的設(shè)計(jì)外壓 力加上夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)內(nèi)壓力一起作為設(shè)計(jì)外壓。p162 76現(xiàn)需設(shè)計(jì)一個(gè)在常溫下操作的夾套冷卻容器

35、，內(nèi) 筒為真空，無(wú)安全控制裝置，夾套內(nèi)為0.8MPa (表壓) 冷卻水，則校核內(nèi)筒穩(wěn)定性時(shí)的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)取（ ） (A) 0.1MPa (B) 0.8MPa (C) 0.9MPa (D)1.0MPa C 第四章 外壓容器設(shè)計(jì) 84 真空容器按外壓容器計(jì)算，裝有安全控制裝置時(shí)，取1.25倍 最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者中的較小值；無(wú)安全裝置時(shí)， 取0.1MPa。帶夾套的容器應(yīng)考慮可能出現(xiàn)最大壓差的危險(xiǎn)工 況，例如當(dāng)內(nèi)筒容器突然泄壓而夾套內(nèi)仍有壓力時(shí)所產(chǎn)生的最 大壓差。帶夾套的真空容器，按上述真空容器選取的設(shè)計(jì)外壓 力加上夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)內(nèi)壓力一起作為設(shè)計(jì)外壓。p162 77若將上述在常溫夾套冷卻容

36、器，內(nèi)筒為真空，改 為有安全控制裝置，夾套內(nèi)為0.8MPa (表壓)冷卻水， 則校核內(nèi)筒穩(wěn)定性時(shí)的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)取 （ ） (A) 0.1MPa (B) 0.8MPa (C) 0.9MPa (D)1.0MPa C 第四章 外壓容器設(shè)計(jì) 85 由上式可知，在既定直徑與材料下，提高外壓容器的臨 界壓力，可增加筒體厚度或減小計(jì)算長(zhǎng)度，從減輕容器重 量、節(jié)約貴重金屬出發(fā)，減小計(jì)算長(zhǎng)度更有利。在結(jié)構(gòu)上 即是在圓筒的內(nèi)部或外部相隔一定的距離焊接用型鋼做的 加強(qiáng)圈。 p154 78現(xiàn)設(shè)計(jì)一不銹鋼制真空精餾塔，經(jīng)穩(wěn)定性校核 發(fā)現(xiàn)其壁厚不夠，合理的處理辦法是： （ ） (A) 減小直徑(保持容器體積不變)；(B)

37、增加壁厚； (C) 改用強(qiáng)度高的材料； (D) 設(shè)置加強(qiáng)圈。 D 第四章 外壓容器設(shè)計(jì) 86 79帶夾套的壓力容器，最危險(xiǎn)的狀況為 ( ) （A）內(nèi)筒承受壓力，而夾套尚未升壓； （B）內(nèi)筒承受壓力，而夾套已經(jīng)升壓； （C）內(nèi)筒突然泄壓，而夾套仍有壓力； （D）內(nèi)筒已經(jīng)泄壓，而夾套沒有壓力； C 第四章 外壓容器設(shè)計(jì) 帶夾套的容器應(yīng)考慮可能出現(xiàn)最大壓差的危 險(xiǎn)工況，例如當(dāng)內(nèi)筒容器突然泄壓而夾套內(nèi)仍 有壓力時(shí)所產(chǎn)生的最大壓差。p162 87 80均勻內(nèi)壓作用的厚壁圓筒中，徑向應(yīng)力r 和周向應(yīng)力沿壁厚的分布為 ( ) (A) 均勻分布；(B) 線性分布；(C) 非線性分布 C 第五章 高壓及超容器設(shè)

38、計(jì) p181 r Z 三向應(yīng)力： 88 81厚壁圓筒中，外加熱時(shí)最大拉伸溫差應(yīng) 力在_，內(nèi)加熱時(shí)在_。 內(nèi)壁面 p183 外壁面 第五章 高壓及超容器設(shè)計(jì) 89 82厚壁圓筒的內(nèi)壁溫度較外壁溫度低，在 外壁產(chǎn)生的周向溫度應(yīng)力為 ( ) (A) 拉伸應(yīng)力；(B) 壓縮應(yīng)力；(C) 彎曲應(yīng)力； (D) 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 B p183 第五章 高壓及超容器設(shè)計(jì) 90 83厚壁圓筒既受內(nèi)壓又受溫差作用時(shí)，內(nèi)加熱下 _綜合應(yīng)力得到改善，而_有所惡化。 外加熱時(shí)則相反，_的綜合應(yīng)力惡化， _應(yīng)力得到改善（ ） (A) 外壁，內(nèi)壁，外壁，內(nèi)壁； (B) 外壁，內(nèi)壁，內(nèi)壁，外壁 (C) 內(nèi)壁，外壁，內(nèi)壁，外壁； (D

39、) 內(nèi)壁，外壁，外壁，內(nèi)壁 p184 C 內(nèi)壁外壁 內(nèi)壁 外壁 第五章 高壓及超容器設(shè)計(jì) 91 84內(nèi)壓與溫差同時(shí)作用的厚壁圓筒的內(nèi)壁周 向應(yīng)力出現(xiàn)最大值的工況是：（ ） (A) 外部加熱；(B) 內(nèi)部加熱；(C) 內(nèi)外均不加 熱。 A p184 第五章 高壓及超容器設(shè)計(jì) 92 85請(qǐng)概述高壓容器常用的三個(gè)失效準(zhǔn)則： _、_和 _。 1彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 為防止筒體內(nèi)壁發(fā)生屈服，以內(nèi)壁相當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈 服狀態(tài)時(shí)發(fā)生彈性失效。將內(nèi)壁的應(yīng)力狀態(tài)限制在 彈性范圍以內(nèi)，為彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 p186 彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 第五章 高壓及超容器設(shè)計(jì) 這是目前世界各國(guó)使用 得最多的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，我 國(guó)高壓容器設(shè)計(jì)也習(xí)

40、慣 采用此準(zhǔn)則。 93 85請(qǐng)概述高壓容器常用的三個(gè)失效準(zhǔn)則： _、_和 _。 p186 彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 第五章 高壓及超容器設(shè)計(jì) 2塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 當(dāng)筒體內(nèi)壁開始屈服時(shí)除內(nèi)表面外的其他部分均處于彈性狀 態(tài)，筒體仍可提高承載能力。只有當(dāng)載荷增大到筒壁的塑性層 擴(kuò)展至外壁，達(dá)到整體屈服時(shí)才認(rèn)為達(dá)到失效狀態(tài)，就是塑性 失效。筒體整體發(fā)生塑性失效時(shí)的載荷即為極限載荷。按塑性 失效的極限載荷作為高壓筒體設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)再給予適當(dāng)?shù)陌踩?數(shù)便可確定筒體的壁厚，這就是塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 前蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)規(guī)范曾采 用了這種方法。 94 85請(qǐng)概述高壓容器常用的三個(gè)失效準(zhǔn)則： _、_和 _。 p1

41、86 彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 第五章 高壓及超容器設(shè)計(jì) 3爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 非理想塑性材料在筒體整體屈服后仍 有繼續(xù)承載的能力。隨壓力增加筒體屈服變形增大，筒體屈服 強(qiáng)化。若材料強(qiáng)化使承載能力上升的因素與塑性大變形造成壁 厚減薄承載能力下降的因素抵消，筒體無(wú)法增加承載能力，即 將爆破，此時(shí)壓力為筒體最大承載壓力，稱爆破壓力。以容器 爆破作失效狀態(tài)，爆破壓力作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，考慮安全系數(shù)確定安 全使用的壓力或筒體設(shè)計(jì)壁厚，稱為爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 95 86高壓容器由于操作壓力高，因此為了增加 泄漏阻力，平墊密封的墊片應(yīng)選用 ( ) (A) 寬面；(B) 窄面；(C) 螺栓園

42、內(nèi)外都有的全 平面 B 第五章 高壓及超容器設(shè)計(jì) 采用窄面密封 采用窄面密封代替中低壓容器中常 用的寬面密封有利于提高密封面比壓，而且可大大減 少總的密封力，減小密封螺栓的直徑，也有利于減小 整個(gè)法蘭與封頭的結(jié)構(gòu)尺寸。有時(shí)甚至將窄面密封演 變成線接觸密封。 p190 96 87請(qǐng)簡(jiǎn)述自增強(qiáng)的基本原理。 第五章 高壓及超容器設(shè)計(jì) 自增強(qiáng)處理就是 將厚壁筒在使用 前進(jìn)行大于工作 壓力的超壓處理， 以形成預(yù)應(yīng)力使 工作時(shí)壁內(nèi)應(yīng)力 趨于均勻。 超壓形成塑性層和彈性層。卸壓后塑性層有殘余應(yīng)變，彈性 層受到該殘余應(yīng)變的阻擋恢復(fù)不到原來(lái)的位置，塑性層中形成 殘余壓應(yīng)力，彈性層中形成殘余拉應(yīng)力，筒壁中形成了預(yù)

43、應(yīng)力 p210 加載時(shí)的應(yīng)力分布卸載后的殘余應(yīng)力 自增強(qiáng)處理后的筒 體與工作應(yīng)力疊加 97 (1)彈性變形階段 OA段，隨著 進(jìn)液量(即體積膨脹量)的增加， 容器的變形增大，內(nèi)壓上升。 這一階段的基本特征是內(nèi)壓與 容器變形量成正比，呈現(xiàn)彈性 行為。A點(diǎn)表示內(nèi)壁應(yīng)力開始屈 服，或表示容器的局部區(qū)域出 現(xiàn)屈服，整個(gè)容器的整體彈性 行為到此終止。 88容器的超壓爆破過(guò)程可分為幾個(gè)階段？ 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 p216 98 88容器的超壓爆破過(guò)程可分為幾個(gè)階段？ 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 p216 (2)屈服變形階段 AB段，容器 從局部屈服到整體屈服的階段， 以內(nèi)壁屈服到外壁也進(jìn)入屈服

44、的 階段。B點(diǎn)表示容器已進(jìn)入整體 屈服狀態(tài)。如果容器鋼材具有屈 服平臺(tái)，這階段也是包含塑性變 形逐步越過(guò)屈服平臺(tái)的階段。 這是一個(gè)包含復(fù)雜過(guò)程的階段，不同的容器不同的 材料這一階段的形狀與長(zhǎng)短不同。 99 88容器的超壓爆破過(guò)程可分為幾個(gè)階段？ 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 p216 變形強(qiáng)化是本階段主要特征。強(qiáng)化的變化率逐漸降 低，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)這兩種影響相等，達(dá)到“塑性失穩(wěn)” 狀態(tài)，承載能力達(dá)到最大即將爆破，容器已充分膨脹。 (3)變形強(qiáng)化階段 BC段塑性變 形不斷強(qiáng)化，容器承載能力不斷 提高。又因體積膨脹使壁厚不斷 減薄，承載能力下降。兩者中強(qiáng) 化影響大于減薄影響，強(qiáng)化提高 承載能力的行為變

45、成主要的。 100 88容器的超壓爆破過(guò)程可分為幾個(gè)階段？ 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 p216 正常的韌性爆破的容器，體積膨脹量(即進(jìn)液量) 在容器體積的10以上，這一量值越高，表示容器 的韌性越好，在設(shè)計(jì)壓力下越是安全。 (4)爆破階段 在CD段是減薄的 影響大于強(qiáng)化的影響，容器的 承載能力隨著容器的大量膨脹 而明顯下降，壁厚迅速減薄， 直至D點(diǎn)而爆裂。 C點(diǎn)所對(duì)應(yīng) 的內(nèi)壓力即為爆破壓力。 101 89容器中產(chǎn)生應(yīng)力的原因是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。 由壓力載荷引起的應(yīng)力 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 (1)由壓力載荷引起的應(yīng)力 這是指由

46、內(nèi)外介質(zhì) 均布?jí)毫d荷在回轉(zhuǎn)殼體中產(chǎn)生的應(yīng)力?？梢?靠外載荷與內(nèi)力的平衡關(guān)系求解。在薄壁殼體 中這種應(yīng)力即為沿壁厚均勻分布的薄膜應(yīng)力， 并在容器的總體范圍內(nèi)存在。厚壁容器中的應(yīng) 力是沿壁厚呈非線性分布狀態(tài)，其中可以分解 為均布分量和非均布分量。 p224 102 89容器中產(chǎn)生應(yīng)力的原因是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。 由壓力載荷引起的應(yīng)力 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 由機(jī)械載荷引起的應(yīng)力 (2)由機(jī)械載荷引起的應(yīng)力 指壓力以外的其他 機(jī)械載荷(如重力、支座反力、管道的推力)產(chǎn)生 的應(yīng)力。雖求解復(fù)雜，但符合外載荷與內(nèi)力平 衡關(guān)系。往往僅存在于容器

47、的局部，可稱為局 部應(yīng)力。但風(fēng)載與地震載荷作用范圍不是局部 的，而且與時(shí)間有關(guān)，作為靜載荷處理時(shí)遍及 容器整體，是非均布非軸對(duì)稱的載荷。 103 89容器中產(chǎn)生應(yīng)力的原因是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。 由壓力載荷引起的應(yīng)力 由機(jī)械載荷引起的應(yīng)力 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 (3)由不連續(xù)效應(yīng)引起的不連續(xù)應(yīng)力 以下三種情況均會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)應(yīng)力： 幾何不連續(xù)(如曲率半徑有突變)； 載荷不連續(xù)； 材質(zhì)不連續(xù)。 例如夾套反應(yīng)釜內(nèi)筒在與夾套焊接的地方同時(shí)存 在幾何不連續(xù)與載荷不連續(xù)(實(shí)際上還有軸向溫度的 不連續(xù))。請(qǐng)注意，結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力不是由壓力載荷 直接

48、引起的，而是由結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)引起的，在殼 體上的分布范圍較大，稱為總體不連續(xù)應(yīng)力。沿壁 厚的分布有的是線性分布有的也呈均布的。 由不連續(xù)效應(yīng)引起的應(yīng)力 104 89容器中產(chǎn)生應(yīng)力的原因是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。 由不連續(xù)效應(yīng)引起的應(yīng)力 由壓力載荷引起的應(yīng)力 由機(jī)械載荷引起的應(yīng)力 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 (4)由溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力 由于殼壁溫度沿經(jīng)向(軸 向)或徑向(厚度方向)存在溫差，引起熱膨脹差， 通過(guò)變形約束與協(xié)調(diào)便產(chǎn)生應(yīng)力，這就是溫差應(yīng) 力或稱熱應(yīng)力。其“載荷”是溫差，溫差表明該 類載荷的強(qiáng)弱，稱為熱載荷，以區(qū)別于機(jī)械載荷。 熱應(yīng)力

49、在殼體上的分布取決于溫差在殼體上的作 用范圍，有的屬于總體范圍，有的是局部范圍。 溫差應(yīng)力沿壁厚方向的分布可能是線性的或非線 性的，有些則可能是均布的。 由溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力 105 89容器中產(chǎn)生應(yīng)力的原因是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。 由溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力 由不連續(xù)效應(yīng)引起的應(yīng)力 由壓力載荷引起的應(yīng)力 由機(jī)械載荷引起的應(yīng)力 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 (5)由應(yīng)力集中引起的集中應(yīng)力 容器上的開孔邊 緣、接管根部、小圓角過(guò)渡處因應(yīng)力集中而形成 的集中應(yīng)力，其峰值可能比基本應(yīng)力高出數(shù)倍。 數(shù)值雖大，但分布范圍很小。應(yīng)力集中問題的求 解一般不涉及殼體

50、中性面的總體不連續(xù)問題，主 要是局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)問題，依靠彈性力學(xué)方法求 解。但實(shí)際很難求得理論的彈性解，常用實(shí)驗(yàn)方 法測(cè)定或采用數(shù)值解求得。 由應(yīng)力集中引起的集中應(yīng)力 106 89容器中產(chǎn)生應(yīng)力的原因是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。 由溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力 由不連續(xù)效應(yīng)引起的應(yīng)力 由壓力載荷引起的應(yīng)力 由機(jī)械載荷引起的應(yīng)力 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 由應(yīng)力集中引起的集中應(yīng)力 107 (3)由不連續(xù)效應(yīng)引起的不連續(xù)應(yīng)力 以下三種情況均會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)應(yīng)力：幾何不連續(xù)(如曲率半徑 有突變)；載荷不連續(xù)；材質(zhì)不連續(xù)。 例如夾套反應(yīng)釜內(nèi)筒在與夾套焊接的地方同時(shí)

51、存在幾何不連 續(xù)與載荷不連續(xù)(實(shí)際上還有軸向溫度的不連續(xù))。 90不連續(xù)效應(yīng)引起的不連續(xù)應(yīng)力有三種情況 (1) _； (2) _； (3) _。 幾何不連續(xù) 載荷不連續(xù) 材質(zhì)不連續(xù) 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 p224 108 91應(yīng)力分類法將容器中的應(yīng)力分為三大類： (1) _； (2) _； (3) _。 一次應(yīng)力 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 應(yīng)力分類法將容器中的應(yīng)力分為三大類：一次應(yīng)力；二次 應(yīng)力；峰值應(yīng)力。 (一) 一次應(yīng)力P(Primary stress) 一次應(yīng)力P也稱基本應(yīng)力，是平衡壓力和其他機(jī)械載荷所必 需的法向應(yīng)力或剪應(yīng)力，可由外載荷的平衡關(guān)系求得，一次應(yīng) 力隨外載荷的增

52、加而增加。對(duì)于理想塑性材料，載荷達(dá)到極限 狀態(tài)時(shí)即使載荷不再增加，仍會(huì)產(chǎn)生不可限制的塑性流動(dòng)，直 至破壞，這就是一次應(yīng)力的“非自限性”特征。 p226 109 (二) 二次應(yīng)力Q (Secondary stress) 二次應(yīng)力Q是指由相鄰部件的約束或結(jié)構(gòu)的自身約束所引起 的法向應(yīng)力或切應(yīng)力，基本特征是具有自限性。筒體與端蓋的 連接部位存在“相鄰部件”的約束，厚壁容器內(nèi)外壁存在溫差 時(shí)就形成“自身約束”。二次應(yīng)力不是由外載荷直接產(chǎn)生的， 即不是為平衡外載荷所必需的，而是在受載時(shí)在變形協(xié)調(diào)中產(chǎn) 生的。當(dāng)約束部位發(fā)生局部的屈服和小量的塑性流動(dòng)使變形得 到協(xié)調(diào)，產(chǎn)生這種應(yīng)力的原因(變形差)便得到滿足與

53、緩和。亦 即應(yīng)力和變形也受到結(jié)構(gòu)自身的抑制而不發(fā)展，這就是自限性。 91應(yīng)力分類法將容器中的應(yīng)力分為三大類： (1) _； (2) _； (3) _。 一次應(yīng)力 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 二次應(yīng)力 110 (三)峰值應(yīng)力F (Peakstress) 峰值應(yīng)力F是由局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)和局部熱應(yīng)力的影響而疊加 到一次加二次應(yīng)力之上的應(yīng)力增量。峰值應(yīng)力最主要的特點(diǎn)是 高度的局部性，因而不引起任何明顯的變形。其有害性僅是可 能引起疲勞裂紋或脆性斷裂。 91應(yīng)力分類法將容器中的應(yīng)力分為三大類： (1) _； (2) _； (3) _。 一次應(yīng)力 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 二次應(yīng)力峰值應(yīng)力 111 一

54、次總體薄膜應(yīng)力Pm 92一次應(yīng)力又可以分為如下三種： (1) _； (2) _ (3) _ 一次應(yīng)力可再分為如下三種： 1一次總體薄膜應(yīng)力Pm(General primary membrane stress) 這是指在容器總體范圍內(nèi)存在 的一次薄膜應(yīng)力，在達(dá)到極限狀 態(tài)的塑性流動(dòng)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生重 新分布。沿壁厚(截面)均勻分布的 法向應(yīng)力即薄膜應(yīng)力，或者沿壁 厚截面法向應(yīng)力的平均值。 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 一次總體薄膜應(yīng)力的實(shí)例有：圓筒殼體及任何回轉(zhuǎn)殼體的 封頭在遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)不連續(xù)部位由壓力引起的薄膜應(yīng)力、厚壁圓 筒由內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向應(yīng)力以及周向應(yīng)力沿壁厚的平均值。 112 92一次應(yīng)力又可

55、以分為如下三種： (1) _； (2) _ (3) _ 一次總體薄膜應(yīng)力Pm 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 2一次彎曲應(yīng)力Pb (Primary bending stress) 由內(nèi)壓或其他機(jī)械載荷作用產(chǎn)生 的沿壁厚成線性分布的法向應(yīng)力。 例如平板封頭遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)的 中央部位在壓力作用下產(chǎn)生的彎曲 應(yīng)力。 一次彎曲應(yīng)力與一次總體薄膜應(yīng)力的不同之處僅在于沿壁 厚的分布是線性的而不是均布的。對(duì)受彎的板，當(dāng)兩個(gè)表面 的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)，內(nèi)部材料仍處于彈性狀態(tài)，可以繼 續(xù)承載，此時(shí)應(yīng)力沿壁厚的分布將重新調(diào)整。因此這種應(yīng)力 不像總體薄膜應(yīng)力那樣容易使殼體失效，允許有較高的許用 應(yīng)力。對(duì)一次彎曲應(yīng)力

56、可以用極限分析方法作強(qiáng)度校核。 一次彎曲應(yīng)力Pb 113 92一次應(yīng)力又可以分為如下三種： (1) _； (2) _ (3) _ 一次總體薄膜應(yīng)力Pm 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 3一次局部薄膜應(yīng)力PL(Primary local membrane stress) 指由內(nèi)壓或其他機(jī)械載荷在結(jié)構(gòu) 不連續(xù)區(qū)產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力(一次的) 和結(jié)構(gòu)不連續(xù)效應(yīng)產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力 (二次的)的統(tǒng)稱，從保守考慮將此 種應(yīng)力劃為一次局部薄膜應(yīng)力。 例如圓筒中由壓力產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力在遠(yuǎn)離不連續(xù)區(qū)的地方稱 一次總體薄膜應(yīng)力(Pm)，而在不連續(xù)區(qū)則稱為一次局部薄膜應(yīng) 力(PL)。又如由總體不連續(xù)效應(yīng)在殼體的邊緣區(qū)域產(chǎn)生的周向

57、 薄膜應(yīng)力，雖然具有二次應(yīng)力的性質(zhì)，但從方便和穩(wěn)妥考慮仍 保守地視為一次性質(zhì)應(yīng)力。永久性支座或接管給予殼體的局部 力與力矩而產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力也是一次局部薄膜應(yīng)力。 一次彎曲應(yīng)力Pb 一次局部薄膜應(yīng)力PL p226 114 92一次應(yīng)力又可以分為如下三種： (1) _； (2) _ (3) _ 一次總體薄膜應(yīng)力Pm 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 一次彎曲應(yīng)力Pb 一次局部薄膜應(yīng)力PL p226 115 (二) 二次應(yīng)力Q(Secondary stress) 二次應(yīng)力Q是指由相鄰部件的約束或結(jié)構(gòu)的自身 約束所引起的法向應(yīng)力或切應(yīng)力，基本特征是具有 自限性。 93二次應(yīng)力的特點(diǎn)是具有 _性。 自限性

58、第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 p226 116 (三)峰值應(yīng)力F(Peakstress) 峰值應(yīng)力F是由局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)和局部熱應(yīng)力的影響而疊加 到一次加二次應(yīng)力之上的應(yīng)力增量。峰值應(yīng)力最主要的特點(diǎn)是 高度的局部性，因而不引起任何明顯的變形。其有害性僅是可 能引起疲勞裂紋或脆性斷裂。 94峰值應(yīng)力的特點(diǎn)是_ _ 疊加到一次加二次應(yīng)力之上 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 的應(yīng)力增量 p227 117 峰值應(yīng)力F是由局 部結(jié)構(gòu)不連續(xù)和局 部熱應(yīng)力的影響而 疊加到一次加二次 應(yīng)力之上的應(yīng)力增 量。 p227 95峰值應(yīng)力是不是最大應(yīng)力？ p229 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 118 p229 96請(qǐng)指

59、出各部分的應(yīng)力分類 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 (1)部位A 屬遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)域， 受內(nèi)壓及徑向溫差載荷。由內(nèi)壓產(chǎn) 生的應(yīng)力分兩種情況：當(dāng)筒體尚屬 薄壁容器時(shí)其應(yīng)力為一次總體薄膜 應(yīng)力(Pm)；當(dāng)屬厚壁容器時(shí)，內(nèi)外 壁應(yīng)力的平均值為一次總體薄膜應(yīng) 力(Pm) ，而沿壁厚的應(yīng)力梯度劃為 二次應(yīng)力(Q)。線性與非線性間的 差值，應(yīng)分類為峰值應(yīng)力F。 119 p229 96請(qǐng)指出各部分的應(yīng)力分類 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 (2)部位B 包括Bl,B2及B3幾何不連續(xù)處， 有內(nèi)壓產(chǎn)生的應(yīng)力，處于不連續(xù)區(qū)，該 應(yīng)力沿壁厚的平均值劃為一次局部薄膜 應(yīng)力(PL)，應(yīng)力沿壁厚的梯度為二次應(yīng) 力(Q)。

60、總體不連續(xù)效應(yīng)產(chǎn)生的彎曲應(yīng) 力也為二次應(yīng)力(Q)，不連續(xù)效應(yīng)的周 向薄膜應(yīng)力應(yīng)偏保守地劃為一次局部薄 膜應(yīng)力(PL)。由徑向溫差產(chǎn)生的溫差應(yīng) 力如部位A，作線性化處理后分為二次 應(yīng)力和峰值應(yīng)力(Q+F)。Bl,B2和B3各部 位的應(yīng)力分類為PL+Q+F)。 120 p229 96請(qǐng)指出各部分的應(yīng)力分類 第六章 化工容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展 (3)部位C 既有內(nèi)壓在球殼與接管 中產(chǎn)生的應(yīng)力(PL+Q)；也有球殼與 接管總體不連續(xù)效應(yīng)應(yīng)力(PL+Q)； 還有因徑向溫差產(chǎn)生的溫差應(yīng)力 (Q+F)；再有因小圓角(局部不連續(xù)) 應(yīng)力集中產(chǎn)生的峰值應(yīng)力(F)?？傆?jì) 應(yīng)為PL+Q+F)。由于部位C未涉及 管端的外加