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文檔簡介

1、會計學(xué)1壓力容器設(shè)計復(fù)習(xí)知識點及基本概念壓力容器設(shè)計復(fù)習(xí)知識點及基本概念22 1 Rules for Construction of Pressure VesselsAlternative Rules for Construction of Pressure VesselsVIIIVIII3A GB壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中以第一強度理論為設(shè)計準(zhǔn)則,將最大主應(yīng)力限制在許用應(yīng)力以內(nèi)。p184C GB-150壓力容器標(biāo)準(zhǔn)適用于設(shè)計壓力不大于35MPa的鋼制壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗與驗收。p1756. 按設(shè)計壓力大小,容器分為四個等級: (1)低壓容器:_ p MPa; (2)中壓容器:_ p MPa; (3

2、)高壓容器:_ p MPa; (4)超高壓容器:p MPa; 0.11.61.610.010.0100100p1967對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 。強度塑性韌性可焊性綜上所述,保證強度又要有良好的塑性、韌性和可焊性,以致低溫韌性,這是對壓力容器用鋼的基本要求。 p7 78. 空氣貯罐,操作壓力為0.6MPa,操作溫度為常溫,若設(shè)計厚度超過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。Q235類鋼是屈服強度為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼,強度不高,化學(xué)成分不滿足“固定

3、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。89我國“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 910111213 在殼體上作用有兩類內(nèi)力,法向力N和N,及橫向力Q、彎矩M和M。法向力來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,如果考慮上述全部內(nèi)力,稱為“有力矩理論”或“彎曲理論”。但對部分容器,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,使殼體計算大大簡化,這時殼體的應(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)

4、力的理論,稱為“無力矩理論”或“薄膜理論”。13什么叫無力矩理論?什么叫有力矩理論?1414球形容器的第一曲率半徑為_,第二曲率半徑為_。球半徑R15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無窮大圓柱體半徑R無窮大R2=x tan1517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/tC(2-12) p281618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;(C)2=pR/t; (D)2pR/2

5、tB(2-13) p281719均勻內(nèi)壓作用橢圓形封頭的頂點處,經(jīng)向薄膜應(yīng)力和周向薄膜應(yīng)力的關(guān)系為 ( ) (A);(B) ;(D) 1/2A(2-16) p291820無力矩理論使用的條件是什么? (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),對于集中載荷區(qū)域附近無力矩理論不能適用。(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。p341921承受均勻內(nèi)壓時,橢圓形封頭是否會失穩(wěn)? 在橢圓形封頭的長短軸之比大于2時,在封頭的轉(zhuǎn)角處和赤道處的周向應(yīng)力成為負(fù)值,會產(chǎn)生局部失穩(wěn)。

6、p3020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由邊緣力和彎矩產(chǎn)生的邊緣應(yīng)力,影響的范圍為 ( )(A) (B) (C) (D)Rt2RtRtRt2A21p47設(shè)計中的考慮: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;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

7、材料制成的容器,除結(jié)構(gòu)上做局部處理外,一般不對邊緣應(yīng)力作特殊考慮。然而,對于由于邊緣應(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)計算邊緣應(yīng)力,按分析設(shè)計。由于邊緣應(yīng)力的自限性,其危害不如薄膜應(yīng)力,應(yīng)力分析設(shè)計中可取較大需用應(yīng)力值。不論設(shè)計中是否計算邊緣應(yīng)力,都要盡可能改進連接邊緣結(jié)構(gòu),使邊緣應(yīng)力處于較低水平。2224圓筒形容器承受內(nèi)壓時,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23p5124p5225p532626受軸對稱橫向均布載荷的圓形薄板,周邊固定時,最大彎曲應(yīng)力在_處,最大撓度在_處。當(dāng)周邊

8、簡支時,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)使圓板處于簡支邊界條件下。( ) 2727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,降低最大應(yīng)力的方法有 ( )(A) 增加厚度; (B) 采用高強鋼;(C) 加固周邊支撐; (D) 增大圓板直徑。A2828設(shè)計壓力指設(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。 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,這是因為( )。 2929壓力容器的設(shè)計壓力通常取最高工作壓力的_倍。1.051.1030容器的壁厚附加量

9、包括:_。腐蝕裕量C2鋼板負(fù)偏差C131焊接接頭系數(shù)是:_的比值。焊縫金屬與母材強度3032安全系數(shù)的選取方法,用抗拉強度b時,為_;用屈服強度y時,為_;用蠕變強度tn時,為_;用持久強度tD時,為_;33承壓容器材料的許用應(yīng)力取 _、 _或_三者中最小值。p67 DDtn bbn nntn2.71.51.01.53134液壓試驗的壓力為設(shè)計壓力的: ( )(A)1.05倍;(B)1.10倍;(C)1.15倍;(D)1.25倍Dp6735氣壓試驗的壓力為設(shè)計壓力的: ( )(A)1.05倍;(B)1.10倍;(C)1.15倍;(D)1.25倍B3236液壓試驗時的應(yīng)力不得超過該試驗溫度下材料

10、屈服強度的_;氣壓試驗,不得超過屈服強度的_。90%80%p68對液壓試驗,此應(yīng)力值不得超過該試驗溫度下材料屈服強度的90%,對氣壓試驗,則不得超過屈服強度的80%。3337按照我國壓力容器標(biāo)準(zhǔn),最小壁厚,對于碳鋼和低合金鋼容器不小于_mm,對高合金鋼容器不小于_mm。32p67最小壁厚:(1) 對碳鋼和低合金鋼容器不小于3mm。(2) 對高合金鋼容器不小于2mm。3439低合金鋼容器,液壓試驗時液體溫度不得低于 ( )(A) 0 oC;(B) 5 oC;(C) 10 oC;(D) 15 oC38碳素鋼制容器,液壓試驗時液體溫度不得低于 ( )(A) 0oC;(B) 5 oC; (C) 10

11、oC;(D) 15 oCDBp6740液壓試驗用水應(yīng)控制氯離子_。25 mg/L3541在進行容器壓力試驗時,需要考慮哪些問題?為什么? (1)壓力試驗一般用水,進行液壓試驗。液壓試驗壓力為:其中:PT為內(nèi)壓試驗的壓力,p為試驗內(nèi)壓,為試驗溫度下的許用應(yīng)力,t為設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力。 tTpp25. 13641在進行容器壓力試驗時,需要考慮哪些問題?為什么? (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) 為防止試驗時發(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15oC3741在進行容器壓力試驗時,需要考慮哪些問題

12、?為什么? (5) 氣壓試驗時,介質(zhì)溫度不得低于15 oC。 (4) 不宜作液壓試驗的容器,可用清潔的干空氣、氮氣或者其他惰性氣體,氣壓試驗的壓力為: MPa。 tTpp25. 13841在進行容器壓力試驗時,需要考慮哪些問題?為什么? (7)液壓或者氣壓試驗時,液壓試驗壓力如果采用高于新容規(guī)規(guī)定的耐壓試驗壓力時,應(yīng)當(dāng)按照GB150規(guī)定對殼體進行強度校核。須按下式校核圓筒的應(yīng)力: ,液壓試驗時,此應(yīng)力值不得超過試驗溫度下材料屈服點的90%,氣壓試驗不得超過80%。 eeTttp2DiT(6)也可采用氣、液組合試驗39圓筒形容器球形容器橢圓形封頭平板封頭4043從設(shè)計角度,法蘭可以分為以下三類:

13、_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重要的工況是:_、_。預(yù)緊工況操作工況相同公稱壓力和公稱直徑的容器法蘭和管法蘭可以混用。( )4145請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4246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面p804347螺栓墊片法蘭連接的密封中兩個重要的墊片性能參數(shù)是:_、_。墊片壓緊力(比壓力) y墊片系數(shù) m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對用鋼板卷制的筒體和成型封頭來說,公稱直徑是指它的 內(nèi)

14、徑 ,對鋼管來說,公稱直徑是指與鋼管內(nèi)外徑接近的某個規(guī)定值 。 法蘭選用的兩個重要參數(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。指規(guī)定溫度下的最大工作壓力,并經(jīng)過標(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,按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系列選用。45(1) 必須在預(yù)緊時,使螺栓力在壓緊面與墊片之間建立起不低于y值的比壓力;(2) 當(dāng)設(shè)備工作時,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? p854647(1)開孔破壞了原有的應(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)

15、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應(yīng)力分布和強度帶來什么影響?p1014850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)力殼體與接管連接處因不等截面過渡引起的應(yīng)力集中4951在均勻內(nèi)壓作用的豎直的薄壁圓筒上開孔時,孔周邊的的最大應(yīng)力出現(xiàn)在:( )(A)孔周邊任一點; (B)孔周邊與水平線成45夾角處;(

16、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;Dp1025052平板開孔的應(yīng)力集中系數(shù)為: ( )(A) 2; (B) 2.5; (C) 3; (D) 0.5 Cp1025153球殼開孔的應(yīng)力集中系數(shù)為: ( )(A) 2; (B) 2.5; (C) 3; (D) 0.5 Ap1025254圓筒開孔的應(yīng)力集中系數(shù)為: ( )(A) 2; (B) 2.5; (C) 3; (D) 0.5 Bp1025355應(yīng)力指數(shù) I 與應(yīng)力集中系數(shù) Kt 的區(qū)別?l 應(yīng)力指數(shù)I指考慮點(可以多個點)的應(yīng)力分量(、t、r)與容器無開孔接管時的周向薄膜應(yīng)力之比。l 應(yīng)力集中系數(shù)Kt指最大應(yīng)力分

17、量的點(只有一個點)與無應(yīng)力集中時的計算應(yīng)力(對容器來說也是無開孔接管時的周向計算薄膜應(yīng)力)之比。l 一個區(qū)域只有一個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(如拐角的內(nèi)側(cè)、外側(cè)不同方向),而且不一定是最大的。p1045456目前我國容器設(shè)計中開孔補強的設(shè)計準(zhǔn)則是_、分析法補強。等面積補強的原則是:等面積補強在有效的補強范圍內(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p1085557容器開孔后,局部補強結(jié)構(gòu)形式有:_、_、_。補強圈補強整鍛件補強接管補強補強圈補強結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,使用經(jīng)驗豐富,可用于任何場合。( )56wX

18、YZtn+p109開孔削弱的截面積A0殼體計算壁厚外多余的金屬面積A1 有效補強區(qū)內(nèi)另外增加的補強元件的金屬截面積接管計算厚度外的多余金屬截面積有效補強區(qū)內(nèi)焊縫金屬截面積5758有效補強范圍有多大?p1105859為了使跨中截面彎矩與支座截面彎矩數(shù)值上相近,對臥式容器鞍座的位置宜取 ( )(A) A0.2L;(B) A0.5R;(C) A0.2L;(D) A = L/3Ap1115960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)生失效的危險截面。為了進行強度或穩(wěn)定性校核,需要確定危險截面上的最大應(yīng)力的位置與大

19、小。60臥式容器中_和_是需校核的危險截面。支座截面跨中截面p11661p11761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; A6262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_。截面最高點截面最低點1234p11663支座截面上:123463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_。截面最高點截面最低點第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題p1176464臥式容器筒體上的最大切向應(yīng)力在筒體有加強圈時發(fā)生在_,筒體無加強圈但是被封頭加強時,及筒體未被加強時分別在_。水平中心

20、線處p118第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題6565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) 支座截面最低處;D第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題6666壓力容器在結(jié)構(gòu)設(shè)計中減少局部應(yīng)力的措施是(1)_;(2)_。局部載荷作用處加強,墊襯板減小局部應(yīng)力在結(jié)構(gòu)不連續(xù)處盡可能圓滑過渡并避開焊縫p136第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題67p13667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)計問題68p13668怎樣把角焊縫變成對接焊縫?第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題69第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題69怎樣

21、把變徑段的角焊縫變成對接焊縫?p137上下連接部位的結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力過大30o45o時大端應(yīng)采用帶過渡區(qū)的折邊錐殼 45o時小端也應(yīng)采用帶過渡區(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)計問題70容器支座為什么最好要加墊板?p1377171焊縫可以分為幾類?ABCD第三章 壓力容器的整體設(shè)計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。7271焊縫可以分為幾類?ABCD第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題殼體的環(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。7371焊縫可以分為幾類?ABCD第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題球形封頭與圓筒殼的

22、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類焊縫全部應(yīng)為對接焊縫。7471焊縫可以分為幾類?ABCD第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題法蘭、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7571焊縫可以分為幾類?ABCD第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題接管、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。7672壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計有哪些基本原則?p139第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題7772壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計有哪些基本原則?第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題p1407872壓力容器焊接結(jié)構(gòu)

23、設(shè)計有哪些基本原則?第三章 壓力容器的整體設(shè)計問題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)。而開孔使得強度削弱,引起應(yīng)力集中。故要盡量避免在焊縫上開孔。8073外壓容器除了強度外,還應(yīng)考慮_問題。請舉兩個不同類型外壓容器的例子:_、_。失穩(wěn)真空操作的冷凝器、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8174怎樣區(qū)分長圓筒和短圓筒?它們的的臨界長度為 _。

24、p154第四章 外壓容器設(shè)計82真空容器按外壓容器計算,裝有安全控制裝置時,取1.25倍最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者中的較小值;無安全裝置時,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)計外壓力加上夾套內(nèi)的設(shè)計內(nèi)壓力一起作為設(shè)計外壓。p16275真空容器的設(shè)計壓力:當(dāng)裝有安全控制裝置時,取_,或_兩者中的較小值;無安全裝置時,取_。帶夾套的真空容器,則按_ 加上_。1.25倍最大內(nèi)外壓力差0.1MPa0.1MPa上述真空容器選取的設(shè)計外壓力夾套內(nèi)的設(shè)計內(nèi)壓力一起作為設(shè)計外壓第

25、四章 外壓容器設(shè)計83 真空容器按外壓容器計算,裝有安全控制裝置時,取1.25倍最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者中的較小值;無安全裝置時,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)計外壓力加上夾套內(nèi)的設(shè)計內(nèi)壓力一起作為設(shè)計外壓。p16276現(xiàn)需設(shè)計一個在常溫下操作的夾套冷卻容器,內(nèi)筒為真空,無安全控制裝置,夾套內(nèi)為0.8MPa (表壓)冷卻水,則校核內(nèi)筒穩(wěn)定性時的設(shè)計壓力應(yīng)?。?)(A) 0.1MPa (B) 0.8MPa (C) 0.9MPa (D)1.0MPaC第四章 外壓

26、容器設(shè)計84 真空容器按外壓容器計算,裝有安全控制裝置時,取1.25倍最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者中的較小值;無安全裝置時,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)計外壓力加上夾套內(nèi)的設(shè)計內(nèi)壓力一起作為設(shè)計外壓。p16277若將上述在常溫夾套冷卻容器,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)定性時的設(shè)計壓力應(yīng)取 ( )(A) 0.1MPa (B) 0.8MPa (C) 0.9MPa (D)1.0MPaC第四章 外壓容器設(shè)計85 由

27、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算長度,從減輕容器重量、節(jié)約貴重金屬出發(fā),減小計算長度更有利。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圈。p15478現(xiàn)設(shè)計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) 增加壁厚;(C) 改用強度高的材料; (D) 設(shè)置加強圈。D第四章 外壓容器設(shè)計8679帶夾套的壓力容器,最危險的狀況為 ( )(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)

28、泄壓,而夾套沒有壓力;C第四章 外壓容器設(shè)計 帶夾套的容器應(yīng)考慮可能出現(xiàn)最大壓差的危險工況,例如當(dāng)內(nèi)筒容器突然泄壓而夾套內(nèi)仍有壓力時所產(chǎn)生的最大壓差。p1628780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)計p181rZ三向應(yīng)力:8881厚壁圓筒中,外加熱時最大拉伸溫差應(yīng)力在_,內(nèi)加熱時在_。 內(nèi)壁面p183外壁面第五章 高壓及超容器設(shè)計8982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Bp183

29、第五章 高壓及超容器設(shè)計9083厚壁圓筒既受內(nèi)壓又受溫差作用時,內(nèi)加熱下_綜合應(yīng)力得到改善,而_有所惡化。外加熱時則相反,_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) 內(nèi)壁,外壁,外壁,內(nèi)壁 p184C內(nèi)壁外壁內(nèi)壁外壁第五章 高壓及超容器設(shè)計9184內(nèi)壓與溫差同時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。Ap184第五章 高壓及超容器設(shè)計9285請概述高壓容器常用的三個失效準(zhǔn)則:_、_和_。 1彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則 為防止筒體內(nèi)壁發(fā)

30、生屈服,以內(nèi)壁相當(dāng)應(yīng)力達到屈服狀態(tài)時發(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)計準(zhǔn)則。p186彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則第五章 高壓及超容器設(shè)計這是目前世界各國使用得最多的設(shè)計準(zhǔn)則,我國高壓容器設(shè)計也習(xí)慣采用此準(zhǔn)則。9385請概述高壓容器常用的三個失效準(zhǔn)則:_、_和_。 p186彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則塑性失效設(shè)計準(zhǔn)則第五章 高壓及超容器設(shè)計2塑性失效設(shè)計準(zhǔn)則 當(dāng)筒體內(nèi)壁開始屈服時除內(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展至外壁,達到整體屈服時才認(rèn)為達到失效狀態(tài),就是塑性失效。筒體整體發(fā)生塑性失效時的載荷即為極限載荷。按塑性失效的極限載荷作為高

31、壓筒體設(shè)計的基準(zhǔn)再給予適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)便可確定筒體的壁厚,這就是塑性失效設(shè)計準(zhǔn)則。前蘇聯(lián)的設(shè)計規(guī)范曾采用了這種方法。9485請概述高壓容器常用的三個失效準(zhǔn)則:_、_和_。 p186彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則塑性失效設(shè)計準(zhǔn)則第五章 高壓及超容器設(shè)計3爆破失效設(shè)計準(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,筒體屈服強化。若材料強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,筒體無法增加承載能力,即將爆破,此時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)計壁厚,稱為爆破失效設(shè)計

32、準(zhǔn)則。爆破失效設(shè)計準(zhǔn)則9586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) 螺栓園內(nèi)外都有的全平面B第五章 高壓及超容器設(shè)計 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,也有利于減小整個法蘭與封頭的結(jié)構(gòu)尺寸。有時甚至將窄面密封演變成線接觸密封。p1909687請簡述自增強的基本原理。第五章 高壓及超容器設(shè)計自增強處理就是將厚壁筒在使用前進行大于工作壓力的超壓處理,以形成預(yù)應(yīng)力使工作時壁內(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,

33、彈性層受到該殘余應(yīng)變的阻擋恢復(fù)不到原來的位置,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)應(yīng)力p210加載時的應(yīng)力分布卸載后的殘余應(yīng)力自增強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,整個容器的整體彈性行為到此終止。88容器的超壓爆破過程可分為幾個階段?第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展p2169888容器的超壓爆破過程可分為幾個階段?第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展p216 (2)屈服變形階段 A

34、B段,容器從局部屈服到整體屈服的階段,以內(nèi)壁屈服到外壁也進入屈服的階段。B點表示容器已進入整體屈服狀態(tài)。如果容器鋼材具有屈服平臺,這階段也是包含塑性變形逐步越過屈服平臺的階段。 這是一個包含復(fù)雜過程的階段,不同的容器不同的材料這一階段的形狀與長短不同。9988容器的超壓爆破過程可分為幾個階段?第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展p216 變形強化是本階段主要特征。強化的變化率逐漸降低,到達C點時這兩種影響相等,達到“塑性失穩(wěn)”狀態(tài),承載能力達到最大即將爆破,容器已充分膨脹。 (3)變形強化階段 BC段塑性變形不斷強化,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。兩者中強化影響大于減

35、薄影響,強化提高承載能力的行為變成主要的。10088容器的超壓爆破過程可分為幾個階段?第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展p216 正常的韌性爆破的容器,體積膨脹量(即進液量)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)計壓力下越是安全。(4)爆破階段 在CD段是減薄的影響大于強化的影響,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點而爆裂。 C點所對應(yīng)的內(nèi)壓力即為爆破壓力。10189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)計技術(shù)進展 (1)由壓力載荷引起的應(yīng)力 這是指由

36、內(nèi)外介質(zhì)均布壓力載荷在回轉(zhuǎn)殼體中產(chǎn)生的應(yīng)力??梢揽客廨d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。p22410289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)計技術(shù)進展由機械載荷引起的應(yīng)力 (2)由機械載荷引起的應(yīng)力 指壓力以外的其他機械載荷(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。往往僅存在于容器的局部,可稱為局部應(yīng)力。但風(fēng)載

37、與地震載荷作用范圍不是局部的,而且與時間有關(guān),作為靜載荷處理時遍及容器整體,是非均布非軸對稱的載荷。10389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)力由機械載荷引起的應(yīng)力第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展 (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存在幾何不連續(xù)與載荷不連續(xù)(實際上還有軸向溫度的不連續(xù))。請注意,結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力不是由壓力載荷直接引起的,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

38、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10489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)力由機械載荷引起的應(yīng)力第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展(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弱,稱為熱載荷,以區(qū)別于機械載荷。熱應(yīng)力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

39、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10589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)力由機械載荷引起的應(yīng)力第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展(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。但實際很難求得理論的彈性解,常用實驗方法測

40、定或采用數(shù)值解求得。由應(yīng)力集中引起的集中應(yīng)力10689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)力由機械載荷引起的應(yīng)力第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展由應(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存在幾何不連續(xù)與載荷不連續(xù)(實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

41、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)計技術(shù)進展p22410891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)計技術(shù)進展 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)力隨外載荷的增加而增加。對于理想塑性材料,載荷達到極限狀態(tài)時即使載荷不再增加,仍會產(chǎn)生不可限制的塑性流動,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

42、(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)計技術(shù)進展二次應(yīng)力11

43、0 (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)計技術(shù)進展二次應(yīng)力峰值應(yīng)力111一次總體薄膜應(yīng)力Pm92一次應(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

44、的一次薄膜應(yīng)力,在達到極限狀態(tài)的塑性流動過程中不會發(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)計技術(shù)進展 一次總體薄膜應(yīng)力的實例有: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。11292一次應(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)計技術(shù)進展 2一次彎曲應(yīng)力Pb (Primary bending stress) 由內(nèi)壓或其他機械載荷作用產(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

45、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。對受彎的板,當(dāng)兩個表面的應(yīng)力達到屈服強度時,內(nèi)部材料仍處于彈性狀態(tài),可以繼續(xù)承載,此時應(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。對一次彎曲應(yīng)力可以用極限分析方法作強度校核。一次彎曲應(yīng)力Pb11392一次應(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)計技術(shù)進展 3一次局部薄膜應(yīng)力PL(Primary local membrane stress) 指由內(nèi)壓或其他機械載荷在結(jié)構(gòu)不連

46、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PLp22611492一次應(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)計技術(shù)

47、進展一次彎曲應(yīng)力Pb一次局部薄膜應(yīng)力PLp226115 (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)力的特點是具有 _性。自限性第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展p226116 (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)力的特點是_ _疊加到一次加二次應(yīng)力之上第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展的應(yīng)力

48、增量p227117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。p22795峰值應(yīng)力是不是最大應(yīng)力?p229第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展118p22996請指出各部分的應(yīng)力分類第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展 (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其應(yīng)力為一次總體薄膜應(yīng)力(Pm);當(dāng)屬厚壁容器時,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。119p22996請指出各部分的應(yīng)力分類第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展 (

49、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)??傮w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)。120p22996請指出各部分的應(yīng)力分類第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展 (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

50、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)??傆嫅?yīng)為PL+Q+F)。由于部位C未涉及管端的外加彎矩,管子橫截面中的一次彎曲應(yīng)力Pb便不存在。又由于部位C為拐角處,內(nèi)壓引起的薄膜應(yīng)力不應(yīng)劃分總體薄膜應(yīng)力Pm,應(yīng)分類為一次局部薄膜應(yīng)力PL。12197基本許用應(yīng)力強度的定義是: _。p230材料的短時拉伸性能除以相應(yīng)的安全系數(shù)第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展12298基本許用應(yīng)力強度的安全系數(shù): ( ) 對常溫下最低抗拉強度b為: ( ) 對常溫下最低抗拉強度y為: ( ) 對設(shè)計溫度下最低抗拉強度yt為: ( ) (A) 3.0,1.5,1.5; (B) 2.6,1.

51、5,1.5 (C) 4.0,2.0,2.0; (D) 2.0,1.5,1.5 材 料碳素鋼,低合金鋼奧氏體不銹鋼nb=2.6nb=2.6常溫下抗拉強度b常溫下屈服強度y高溫下屈服強度ytny=1.5ny=1.5ny=1.5ny=1.5基本許用應(yīng)力強度極限的安全系數(shù)B2.61.51.5第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展123 一次總體薄膜應(yīng)力(Pm)在容器內(nèi)呈總體分布,無自限性,只要一點屈服即意味著整個截面以至總體范圍屈服并引起顯著的總體變形。因此應(yīng)與規(guī)則設(shè)計一樣采用彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則,即以基本許用應(yīng)力強度Sm作為一次總體薄膜應(yīng)力強度的限制條件: PmSm 99請寫出各種應(yīng)力的應(yīng)力強度限制條件: Pm

52、_ Sm; PL _ Sm; PL + Pb _ Sm; PL + Pb + Q _Sm PL + Pb + Q + F _ Sa;1第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展p231124 一次局部薄膜應(yīng)力(PL),有一次應(yīng)力成分(總體不連續(xù)區(qū)內(nèi)由壓力直接引起的薄膜應(yīng)力)也有二次應(yīng)力成分(不連續(xù)效應(yīng)引起的周向薄膜應(yīng)力)。既有局部性,還有二次應(yīng)力的自限性,不應(yīng)限制過嚴(yán),可比Pm放寬。但另一方面局部薄膜應(yīng)力過大,會使局部材料發(fā)生塑性流動,引起局部薄膜應(yīng)力重新分布,把載荷從結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力區(qū)向低應(yīng)力區(qū)轉(zhuǎn)移。若不加限制將導(dǎo)致過量的塑性變形。ASEM-2認(rèn)為要滿足:PL1.5 Sm99請寫出各種應(yīng)力的應(yīng)力強度限制條件:

53、 Pm _ Sm; PL _ Sm; PL + Pb _ Sm; PL + Pb + Q _Sm PL + Pb + Q + F _ Sa;1第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展1.512599請寫出各種應(yīng)力的應(yīng)力強度限制條件: Pm _ Sm; PL _ Sm; PL + Pb _ Sm; PL + Pb + Q _Sm PL + Pb + Q + F _ Sa;1第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展p2311.5 除Pm及PL應(yīng)單獨作應(yīng)力強度校核外,壓力容器的二次應(yīng)力(Q)和峰值應(yīng)力(F)及一次彎曲應(yīng)力(Pb)一般不單獨存在,而是常與Pm(或PL)組合存在。組合應(yīng)力完全可能大到使材料局部屈服,即使如此也不

54、一定導(dǎo)致破壞。此時仍按彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則加以限制必定過于保守,故改用塑性失效等其他設(shè)計準(zhǔn)則來導(dǎo)出限制條件。這便是分析設(shè)計的主要特點。對組合應(yīng)力強度的限制條件計有:126p23199請寫出各種應(yīng)力的應(yīng)力強度限制條件: Pm _ Sm; PL _ Sm; PL + Pb _ Sm; PL + Pb + Q _Sm PL + Pb + Q + F _ Sa;1第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展1.51.532127p234100請簡述安定性準(zhǔn)則。 “安定性” Shakedown的含義是,結(jié)構(gòu)在初始階段少數(shù)幾個載荷循環(huán)中產(chǎn)生一定的塑性變形外,在繼續(xù)施加的循環(huán)外載荷作用下不再發(fā)生新的塑性變形,即不會發(fā)生塑性疲勞

55、,此時結(jié)構(gòu)處于安定狀態(tài)。第二次加載卸載循環(huán)沿BC線變化,不再發(fā)生新的塑性變形,結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出新的彈性行為,亦即進入安定狀態(tài)。第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展128p234100請簡述安定性準(zhǔn)則。 “安定性” Shakedown的含義是,結(jié)構(gòu)在初始階段少數(shù)幾個載荷循環(huán)中產(chǎn)生一定的塑性變形外,在繼續(xù)施加的循環(huán)外載荷作用下不再發(fā)生新的塑性變形,即不會發(fā)生塑性疲勞,此時結(jié)構(gòu)處于安定狀態(tài)。第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展第二次加載卸載沿回線變化。反復(fù)拉伸屈服和壓縮屈服,引起塑性疲勞,結(jié)構(gòu)呈不安定狀態(tài)129p234100請簡述安定性準(zhǔn)則。第六章 化工容器設(shè)計技術(shù)進展 “安定性” Shakedown的含義是,結(jié)構(gòu)在初始

56、階段少數(shù)幾個載荷循環(huán)中產(chǎn)生一定的塑性變形外,在繼續(xù)施加的循環(huán)外載荷作用下不再發(fā)生新的塑性變形,即不會發(fā)生塑性疲勞,此時結(jié)構(gòu)處于安定狀態(tài)。不出現(xiàn)反向屈服的最大回線,應(yīng)力應(yīng)變沿BC線變化,不出現(xiàn)新的塑性變形,表現(xiàn)最大的彈性行為,即達到安定狀態(tài)。對應(yīng)的虛擬應(yīng)力1正好為2y,因此12y為安定的條件130塔設(shè)備的分類:按內(nèi)件結(jié)構(gòu)分: 填料塔、板式塔。板式塔特點:氣體自塔底向上以鼓泡或噴射的形式穿過塔板上的液層;使氣液相密切接觸而進行傳質(zhì)與傳熱;兩相的組份濃度呈階梯式變化。塔板氣液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件。按塔徑及結(jié)構(gòu)分為 及 。整塊式塔盤分塊式塔盤整塊式塔盤組裝方式 定距管式、重疊式131搭接填料塔特點:液

57、體在填料表面呈膜狀自上而下流動;氣體呈連續(xù)相自下而上與液體作逆流流動,并進行氣液 兩相間的傳質(zhì)和傳熱。兩相的組份濃度或溫度沿塔高呈連續(xù)變化。填料分類:散裝填料規(guī)整填料安裝于室外的塔設(shè)備,在風(fēng)力的作用下,產(chǎn)生兩個方向的振動。(1)順風(fēng)向的振動,即振動方向沿著風(fēng)的方向;(2)橫向振動,即振動方向沿著風(fēng)的垂直方向, 又稱橫向振動或風(fēng)的誘導(dǎo)振動。1321331.增大塔的固有頻率 降低塔高,增大內(nèi)徑,可降低塔的高徑比,增加塔的壁厚。2.采用擾流裝置 合理地布置塔體上的管道、平臺、扶梯和其它的連接件可以消除或破壞卡曼旋渦的形成。沿塔體周圍焊接一些螺旋型板可以消除旋渦的形成或改變旋渦脫落的方式,從而達到消除過大振動的目的。3.增大塔的阻尼134承受載荷介質(zhì)壓力各種重量偏心載荷風(fēng)載荷地震載荷包括塔體、塔

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