過程設(shè)備設(shè)計(jì)課后習(xí)題答案

1、過程設(shè)備設(shè)計(jì)（第二版）1 .壓力容器導(dǎo)言思考題1 .壓力容器主要由哪幾部分組成？分別起什么作用？答：壓力容器由筒體、封頭、密封裝置、開孔接管、支座、安全附件六大部件組成。筒體的作用：用以儲(chǔ)存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的主要壓力空間。封頭的作用：與筒體直接焊在一起，起到構(gòu)成完整容器壓力空間的作用。密封裝置的作用：保證承壓容器不泄漏。開孔接管的作用：滿足工藝要求和檢修需要。支座的作用：支承并把壓力容器固定在基礎(chǔ)上。安全附件的作用：保證壓力容器的使用安全和測(cè)量、控制工作介質(zhì)的參數(shù)，保證壓力容器的使用安全和工藝過程的正常進(jìn)行。2 .介質(zhì)的毒性程度和易燃特性對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理有何影響？答：

2、介質(zhì)毒性程度越高，壓力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈嚴(yán)重，對(duì)材料選用、制造、檢驗(yàn)和管理的要求愈高。如Q235-A或Q235-B鋼板不得用于制造毒性程度為極度或高度危害介質(zhì)的壓力容器；盛裝毒性程度為極度或高度危害介質(zhì)的容器制造時(shí)，碳素鋼和低合金鋼板應(yīng)力逐張進(jìn)行超聲檢測(cè)，整體必須進(jìn)行焊后熱處理，容器上的A、B類焊接接頭還應(yīng)進(jìn)行100%寸線或超聲檢測(cè)，且液壓試驗(yàn)合格后還得進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。而制造毒性程度為中度或輕度的容器，其要求要低得多。毒性程度對(duì)法蘭的選用影響也甚大，主要體現(xiàn)在法蘭的公稱壓力等級(jí)上，如內(nèi)部介質(zhì)為中度毒性危害，選用的管法蘭的公稱壓力應(yīng)不小于1.0MPa；內(nèi)部介質(zhì)為高度或極度毒性危害，選用

3、的管法蘭的公稱壓力應(yīng)不小于1.6MPa,且還應(yīng)盡量選用帶頸對(duì)焊法蘭等。易燃介質(zhì)對(duì)壓力容器的選材、設(shè)計(jì)、制造和管理等提出了較高的要求。如Q235-A-F不得用于易燃介質(zhì)容器；Q235-A不得用于制造液化石油氣容器；易燃介質(zhì)壓力容器的所有焊縫（包括角焊縫）均應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)等。3 .壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程在確定壓力容器類別時(shí)，為什么不僅要根據(jù)壓力高低，還要視壓力與容積的乘積pV大小進(jìn)行分類？答：因?yàn)閜V乘積值越大，則容器破裂時(shí)爆炸能量愈大，危害性也愈大，對(duì)容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求愈高。4 .壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程與GB150的適用范圍是否相同？為什么?答：不相同。壓力容器安全技

4、術(shù)監(jiān)察規(guī)程的適用范圍：O最高工作壓力n0.1MPa（不含液體靜壓力）；內(nèi)直徑（非圓形截面指其最大尺寸）>0.15m,且容積A0.025m3;0）盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。GB150的適用范圍：Qi0.1MPa<p<35MPa真空度不低于0.02MPa；C2）按鋼材允許的使用溫度確定（最高為700C,最低為-196C）；對(duì)介質(zhì)不限；。彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和失穩(wěn)失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；O5以材料力學(xué)、板殼理論公式為基礎(chǔ)，并引入應(yīng)力增大系數(shù)和形狀系數(shù)；O6最大應(yīng)力理論；Q7不適用疲勞分析容器。GB150是壓力容器標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計(jì)、制造壓力容器產(chǎn)品的依據(jù)；壓力容器安全

5、技術(shù)監(jiān)察規(guī)程是政府對(duì)壓力容實(shí)施安全技術(shù)監(jiān)督和管理的依據(jù)，屬技術(shù)法規(guī)范疇。5 .GB150JB4732和JB/T4735三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有何不同？它們的適用范圍是什么？答：JB/T4735鋼制焊接常壓容器與GB150鋼制壓力容器屬于常規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；JB4732鋼制壓力容器一分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。JB/T4735與GB150及JB4732沒有相互覆蓋范圍，但GB150與JB4732相互覆蓋范圍較廣。GB150的適用范圍：設(shè)計(jì)壓力為0.1MPaWpW35MPa真空度不低于0.02MPa；設(shè)計(jì)溫度為按鋼材允許的使用溫度確定（最高為700C,最低為-196C）；C3對(duì)介質(zhì)不限；。4采用彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和失穩(wěn)

6、失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；。5應(yīng)力分析方法以材料力學(xué)、板殼理論公式為基礎(chǔ)，并引入應(yīng)力增大系數(shù)和形狀系數(shù)；。6采用最大應(yīng)力理論；。7不適用疲勞分析容器。JB4732的適用范圍：設(shè)計(jì)壓力為0.1MPaWp<100MPa真空度不低于0.02MPa；設(shè)計(jì)溫度為低于以鋼材蠕變控制其設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度的相應(yīng)溫度（最高為475C）;對(duì)介質(zhì)不限；。4采用塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、失穩(wěn)失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，局部應(yīng)力用極限分析和安定性分析結(jié)果來評(píng)定；。5應(yīng)力分析方法是彈性有限元法、塑性分析、彈性理論和板殼理論公式、實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析；。6采用切應(yīng)力理論；。7適用疲勞分析容器，有免除條件。JB/T4735的適用范圍：設(shè)計(jì)壓力為-0

7、.02MPaWp<0.1MPa；設(shè)計(jì)溫度為大于-20350c（奧氏體高合金鋼制容器和設(shè)計(jì)溫度低于-20C,但滿足低溫低應(yīng)力工況，且調(diào)整后的設(shè)計(jì)溫度高于-20C的容器不受此限制）；G不適用于盛裝高度毒性或極度危害的介質(zhì)的容器；。4采用彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和失穩(wěn)失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；Q應(yīng)力分析方法以材料力學(xué)、板殼理論公式為基礎(chǔ)，并引入應(yīng)力增大系數(shù)和形狀系數(shù)；。6采用最大應(yīng)力理論；。7不適用疲勞分析容器。2 .壓力容器應(yīng)力分析思考題1 .一殼體成為回轉(zhuǎn)薄殼軸對(duì)稱問題的條件是什么？答：幾何形狀、承受載荷、邊界支承、材料性質(zhì)均對(duì)旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱。2 .推導(dǎo)無力矩理論的基本方程時(shí)，在微元截取時(shí)，能否采用兩個(gè)相鄰的垂直

8、于軸線的橫截面代替教材中與經(jīng)線垂直、同殼體正交的圓錐面？為什么？答：不能。如果采用兩個(gè)相鄰的垂直于軸線的橫截面代替教材中與經(jīng)線垂直、同殼體正交的圓錐面，這兩截面與殼體的兩表面相交后得到的兩殼體表面間的距離大于實(shí)際殼體厚度，不是實(shí)際殼體厚度。建立的平衡方程的內(nèi)力與這兩截面正交，而不是與正交殼體兩表面的平面正交，在該截面上存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力，而不是只有正應(yīng)力，使問題復(fù)雜化。3 .試分析標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭采用長(zhǎng)短軸之比a/b=2的原因。答：a/b=2時(shí)，橢圓形封頭中的最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力相等，使橢圓形封頭在同樣壁厚的情況下承受的內(nèi)壓力最大，因此GB150稱這種橢圓形封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭Rt4 .何謂回

9、轉(zhuǎn)殼的不連續(xù)效應(yīng)？不連續(xù)應(yīng)力有哪些特征，其中3與兩個(gè)參數(shù)的物理意義是什么？答：回轉(zhuǎn)殼的不連續(xù)效應(yīng)：附加力和力矩產(chǎn)生的變形在組合殼連接處附近較大，很快變小，對(duì)應(yīng)的邊緣應(yīng)力也由較高值很快衰減下來，稱為“不連續(xù)效應(yīng)”或“邊緣效應(yīng)”。不連續(xù)應(yīng)力有兩個(gè)特征：局部性和自限性。x局部性：從邊緣內(nèi)力引起的應(yīng)力的表達(dá)式可見，這些應(yīng)力是e+的函數(shù)隨著距連接處距離的增大，很快衰減至0。不自限性：連續(xù)應(yīng)力是由于毗鄰殼體，在連接處的薄膜變形不相等，兩殼體連接邊緣的變形受到彈性約束所致，對(duì)于用塑性材料制造的殼體，當(dāng)連接邊緣的局部產(chǎn)生塑性變形，彈性約束開始緩解，變形不會(huì)連續(xù)發(fā)展，不連續(xù)應(yīng)力也自動(dòng)限制，這種性質(zhì)稱為不連續(xù)應(yīng)力

10、的自限性。431123的物理意義：p=曰一=一反映了材料性能和殼體幾何尺寸對(duì)邊緣效應(yīng)影響范圍。該值越大，邊緣Rt效應(yīng)影響范圍越小。VRt的物理意義：該值與邊緣效應(yīng)影響范圍的大小成正比。反映邊緣效應(yīng)影響范圍的大小。5 .單層厚壁圓筒承受內(nèi)壓時(shí)，其應(yīng)力分布有哪些特征？當(dāng)承受內(nèi)壓很高時(shí)，能否僅用增加壁厚來提高承載能力，為什么？答：應(yīng)力分布的特征：。1周向應(yīng)力be及軸向應(yīng)力bz均為拉應(yīng)力（正值），徑向應(yīng)力h為壓應(yīng)力（負(fù)值）在數(shù)值上有如下規(guī)律：內(nèi)壁周向應(yīng)力(T0有最大值，其值為:-maxK21=Pi，K-1而在外壁處減至最小,2其值為CTin=Pi2,內(nèi)外壁b。之差為pi；徑向應(yīng)力內(nèi)壁處為-pi,隨著r

11、增加，徑向應(yīng)力絕對(duì)值K-1逐漸減小，在外壁處h=0。軸向應(yīng)力為一常量，沿壁厚均勻分布，且為周向應(yīng)力與徑向應(yīng)力和的一半，即az=仃十仃8。除bz外，其他應(yīng)力沿厚度的不均勻程度與徑比K值有關(guān)。2K21不能用增加壁厚來提圖承載能力。因內(nèi)壁周向應(yīng)力de有最大值，其值為：aax=pi1一，隨K值增K-1加，分子和分母值都增加，當(dāng)徑比大到一定程度后，用增加壁厚的方法降低壁中應(yīng)力的效果不明顯。6 .單層厚壁圓筒同時(shí)承受內(nèi)壓pi與外壓po用時(shí)，能否用壓差&p=p-Po代入僅受內(nèi)壓或僅受外壓的厚壁圓筒筒壁應(yīng)力計(jì)算式來計(jì)算筒壁應(yīng)力？為什么？答：不能。從Lame公式pR'pbR；Pi-poR2喏1R

12、2R2R2-Ri2r222_PiR-Po-R”R2-PoR2R21R02-Ri2r2pR；-PoR222Ro_RiOCa)厚壁筒內(nèi)的綜合應(yīng)力M內(nèi)加熱情況*(h)外加熬情況思考題7圖可以看出各應(yīng)力分量的第一項(xiàng)與內(nèi)壓力和外壓力成正比，并不是與*P=Pi-R)成正比。而徑向應(yīng)力與周向應(yīng)力的第二項(xiàng)與“P=Pi-Po成正比。因而不能用即=口一。表示。7 .單層厚壁圓筒在內(nèi)壓與溫差同時(shí)作用時(shí)，其綜合應(yīng)力沿壁厚如何分布？筒壁屈服發(fā)生在何處？為什么？答：?jiǎn)螌雍癖趫A筒在內(nèi)壓與溫差同時(shí)作用時(shí)，其綜合應(yīng)力沿壁厚分布情況題圖。內(nèi)壓內(nèi)加熱時(shí)，綜合應(yīng)力的最大值為周向應(yīng)力，在外壁，為拉伸應(yīng)力；軸向應(yīng)力的最大值也在外壁，也是

13、拉伸應(yīng)力，比周向應(yīng)力值小；徑向應(yīng)力的最大值在外壁，等于0。內(nèi)壓外加熱，綜合應(yīng)力的最大值為周向應(yīng)力，在內(nèi)壁，為拉伸應(yīng)力；軸向應(yīng)力的最大值也在內(nèi)壁，也是拉伸應(yīng)力，比周向應(yīng)力值?。粡较驊?yīng)力的最大值在內(nèi)壁，是壓應(yīng)力。筒壁屈服發(fā)生在：內(nèi)壓內(nèi)加熱時(shí)，在外壁；內(nèi)壓外加熱時(shí)，在內(nèi)壁。是因?yàn)樵谏鲜鰞煞N情況下的應(yīng)力值最大。d二r二r一、一r8 .為什么厚壁圓筒微元體的平衡方程"dr,在彈塑性應(yīng)力分析中同樣適用？答：因平衡方程的建立與材料性質(zhì)無關(guān)，只要彈性和彈塑性情況下的其它假定條件一致，建立的平衡方程完全相同。_:-rfz=Z"9 .一厚壁圓筒，兩端封閉且能可靠地承受軸向力，試問軸向、環(huán)向、徑

14、向三應(yīng)力之關(guān)系式2對(duì)于理想彈塑性材料，在彈性、塑性階段是否都成立，為什么？答：對(duì)于理想彈塑性材料，在彈性、塑性階段都成立。在彈性階段成立在教材中已經(jīng)有推導(dǎo)過程，該式是成立的。由拉美公式可見，成立的原因是軸向、環(huán)向、徑向三應(yīng)力隨內(nèi)外壓力變化，三個(gè)主應(yīng)力方向始終不變，三個(gè)主應(yīng)力的大小按同一比例變化，由式2可見，該式成立。對(duì)理想彈塑性材料，從彈性段進(jìn)入塑性段，在保持加載的情況下，三個(gè)主應(yīng)力方向保持不變，三個(gè)主應(yīng)力的大小仍按同一比例變化，符合簡(jiǎn)單加載條件，根據(jù)塑性力學(xué)理論，可用全量理論求解，上式仍成立。10 .有兩個(gè)厚壁圓筒，一個(gè)是單層，另一個(gè)是多層圓筒，二者徑比K和材料相同，試問這兩個(gè)厚壁圓筒的爆破

15、壓力是否相同？為什么？答：從爆破壓力計(jì)算公式看，理論上相同，但實(shí)際情況下一般不相同。爆破壓力計(jì)算公式中沒有考慮圓筒焊接的焊縫區(qū)材料性能下降的影響。單層圓筒在厚壁情況下，有較深的軸向焊縫和環(huán)向焊縫，這兩焊縫的焊接熱影響區(qū)的材料性能變劣，不易保證與母材一致，使承載能力下降。而多層圓筒，不管是采用層板包扎、還是繞板、繞帶、熱套等多層圓筒沒有軸向深焊縫，而軸向深焊縫承受的是最大的周向應(yīng)力，圓筒強(qiáng)度比單層有軸向深焊縫的圓筒要高，實(shí)際爆破時(shí)比單層圓筒的爆破壓力要高。11 .預(yù)應(yīng)力法提高厚壁圓筒屈服承載能力的基本原理是什么？答：使圓筒內(nèi)層材料在承受工作載荷前，預(yù)先受到壓縮預(yù)應(yīng)力作用，而外層材料處于拉伸狀態(tài)。

16、當(dāng)圓筒承受工作壓力時(shí)，筒壁內(nèi)的應(yīng)力分布按拉美公式確定的彈性應(yīng)力和殘余應(yīng)力疊加而成。內(nèi)壁處的總應(yīng)力有所下降，外壁處的總應(yīng)力有所上升，均化沿筒壁厚度方向的應(yīng)力分布。從而提高圓筒的初始屈服壓力，更好地利用材料。12 .承受橫向均布載荷的圓形薄板，其力學(xué)特征是什么？其承載能力低于薄壁殼體的承載能力的原因是什么？答：承受橫向均布載荷的圓形薄板，其力學(xué)特征是：。1承受垂直于薄板中面的軸對(duì)稱載荷；。2板彎曲時(shí)其中面保持中性；。3變形前位于中面法線上的各點(diǎn)，變形后仍位于彈性曲面的同一法線上，且法線上各點(diǎn)間的距離不變；。4平行于中面的各層材料互不擠壓。其承載能力低于薄壁殼體的承載能力的原因是：薄板內(nèi)的應(yīng)力分布是

17、線性的彎曲應(yīng)力，最大應(yīng)力出現(xiàn)有板面，其值與p(R/tf成正比；而薄壁殼體內(nèi)的應(yīng)力分布是均勻分布，其值與pR/t城正比。同樣的(R't)情況下，按薄板和薄殼的定義，(R/t2»(R/t),而薄板承受的壓力p就遠(yuǎn)小于薄殼承受的壓力p了。13 .試比較承受均布載荷作用的圓形薄板，在周邊簡(jiǎn)支和固支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的大小和位置。fwmaxpR464D答：O周邊固支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的大小為:_3pR2""max''2-4t國(guó)周邊簡(jiǎn)支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的大小為:max33口pR28t2swmaxpR45J64D11應(yīng)力分布：周

18、邊簡(jiǎn)支的最大應(yīng)力在板中心；周邊固支的最大應(yīng)力在板周邊。兩者的最大撓度位置均在圓形薄板的中心。0周邊簡(jiǎn)支與周邊固支的最大應(yīng)力比值>1.65sWLmaxfwmax周邊簡(jiǎn)支與周邊固支的最大撓度比值5-£350.377-=4.081110.3（b）圓平板的彎曲應(yīng)力分布(板下表面)(G周邊固支(b)周邊簡(jiǎn)支其結(jié)果繪于下圖14 .試述承受均布外壓的回轉(zhuǎn)殼破壞的形式，并與承受均布內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼相比有何異同？答：承受均布外壓的回轉(zhuǎn)殼的破壞形式主要是失穩(wěn)，當(dāng)殼體壁厚較大時(shí)也有可能出現(xiàn)強(qiáng)度失效；承受均布內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼的破壞形式主要是強(qiáng)度失效，某些回轉(zhuǎn)殼體，如橢圓形殼體和碟形殼體，在其深度較小，出現(xiàn)在赤

19、道上有較大壓應(yīng)力時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)失效。15 .試述有哪些因素影響承受均布外壓圓柱殼的臨界壓力？提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力，采用高強(qiáng)度材料是否正確，為什么？答：影響承受均布外壓圓柱殼的臨界壓力的因素有：殼體材料的彈性模量與泊松比、長(zhǎng)度、直徑、壁厚、圓柱殼的不圓度、局部區(qū)域的折皺、鼓脹或凹陷。提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力，采用高強(qiáng)度材料不正確，因?yàn)楦邚?qiáng)度材料的彈性模量與低強(qiáng)度材料的彈性模量相差較小，而價(jià)格相差往往較大，從經(jīng)濟(jì)角度不合適。但高強(qiáng)度材料的彈性模量比低強(qiáng)度材料的彈性模量還量要高一些，不計(jì)成本的話，是可以提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力的。16 .求解內(nèi)壓殼體與接管連接處的局部應(yīng)力有哪幾種方

20、法？答：有：應(yīng)力集中系數(shù)法、數(shù)值解法、實(shí)驗(yàn)測(cè)試法、經(jīng)驗(yàn)公式法。17 .圓柱殼除受到壓力作用外，還有哪些從附件傳遞過來的外加載荷？答：還有通過接管或附件傳遞過來的局部載荷，如設(shè)備自重、物料的重量、管道及附件的重量、支座的約束反力、溫度變化引起的載荷等。18 .組合載荷作用下，殼體上局部應(yīng)力的求解的基本思路是什么？試舉例說明。答：組合載荷作用下，殼體上局部應(yīng)力的求解的基本思路是：在彈性變形的前提下，殼體上局部應(yīng)力的總應(yīng)力為組合載荷的各分載荷引起的各應(yīng)力分量的分別疊加，得到總應(yīng)力分量。如同時(shí)承受內(nèi)壓和溫度變化的厚壁圓筒內(nèi)的綜合應(yīng)力計(jì)算。習(xí)題1,試應(yīng)用無力矩理論的基本方程，求解圓柱殼中的應(yīng)力（殼體承受

21、氣體內(nèi)壓p,殼體中面半徑為R,殼體厚度為t）。若殼體材料由20R（°b=400MPa,Os=245MPa）改為16MnR-b=510MPa,Qs=345MPa）時(shí)，圓柱殼中的應(yīng)力如何變化？為什么?解：0求解圓柱殼中的應(yīng)力:里RiR2應(yīng)力分量表示的微體和區(qū)域平衡方程式：F-2二0rpzdr=2二rk=tsin圓筒殼體：Ri=o°,R2=R,pz=-p,rk=R（）=兀/2pR=7PR2sinPR2t殼體材料由20R改為16MnR圓柱殼中的應(yīng)力不變化。因?yàn)闊o力矩理論是力學(xué)上的靜定問題，其基本方程是平衡方程，而且僅通過求解平衡方程就能得到應(yīng)力解，不受材料性能常數(shù)的影響，所以圓柱殼

22、中的應(yīng)力分布和大小不受材料變化的影響。2,對(duì)一標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭（如圖所示）進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試。該封頭中面處的長(zhǎng)軸D=1000mm厚度t=10mm測(cè)得E點(diǎn)（x=0）處的周向應(yīng)力為50MPa此時(shí)，壓力表A指示數(shù)為1MPa壓力表B的指示數(shù)為2MPq試問哪一個(gè)壓力表已失靈，為什么？解：O根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的應(yīng)力計(jì)算式計(jì)算E的內(nèi)壓力：標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的長(zhǎng)軸與短軸半徑之比為2,即a/b=2,a=D/2=500mm在x=0處的應(yīng)力式為:,從上面計(jì)算結(jié)果可見，容器內(nèi)壓力與壓力表2btiP2-a210502500=1MPaA的一致，壓力表B已失靈。3,有一球罐（如圖所示），其內(nèi)徑為20m（可視為中面直徑），厚度為20mm

23、內(nèi)貯有液氨，球罐上部尚有3m的氣態(tài)氨。設(shè)氣態(tài)氨的壓力p=0.4MPa,液氨密度為640kg/m,球罐沿平行圓A-A支承，其對(duì)應(yīng)中心角為120°,試確定該球殼中的薄膜應(yīng)力。解：0球殼的氣態(tài)氨部分殼體內(nèi)應(yīng)力分布:R=R=Rpz=-ppR二，TprkpR2sin2tpR0.410000仃小=仃目=2t220二100MPa支承以上部分，任一。角處的應(yīng)力：R=R=R,pz=-p+（）0-cos（）,r=Rsin（）,dr=Rcos（）d（）102-7251sin0=cos0=0.71010pgR（cos習(xí)題3附圖由區(qū)域平衡方程和拉普拉斯方程：2r2nR<J,sin©=2nIpc

24、os0-cosRDgbdr一3一=2（p+R%cosa）rdr-2nRPgJ#cos2sind-二R2pR：?gcos0sin2sin202二R39cos33-cos30RpRPgcos0sin24sin20R2：gcos34cos302tsin23tsin2R-sin20R：gcos0sin2-sin20-cos3-cos3023pzRtp-cos0-cosR：gRq=R-仃pcos0-cosRg=JR一t總%n*一碗處）十RPg曾（sin2Jin飛空（cos3-cos3%py.2.-2-cos*02j(sin-sin6)十Rflgtsine2sin24sin2p1coscos301026.

25、2106sin2-0.510.02sin106409.810.35sin2-0.511cos3-0.73=-00-221974.4sin2-0.5120928cos3-0.343:'sin5222.2sin2-0.512.1cos3-0.343/sin-22.2sin22.1coss12.042MPasin22Rpi2A2J(sin-sintsin22p-cos0-cosR：gR-sin2-sin20Lcos3-cos3035123.=221.974-31.392cos-22.2sin2.1cos-12.042)MPasin2支承以下部分，任一。角處的應(yīng)力（。120°）R=R

26、=R,pz=-p+pgR(cos()0-cos(),r=Rsin(),dr=Rcos4d4r=2二pRgcos0-r0V=2冗Ip+(cost0costRPgbdr+3nR3Pggnh2(3Rh)Pgrdr-2R3：gcossindg4R3-h23R-h1032，=RpRgcos0sin-sin0-Rgcos-cos03U4R3-h23Rh1V=2Rrtsin2"2tsin2RpRgcos0sin2-sin20R2gcos-cos03tsin2+占4Rj23tsin澗快in2J"aHR%""0sin2-sin201cos-cos00306tsin2I4R

27、2h2PzR為TCTe=pcos0-cosRgpcos0-cosRg=R一cos2J衛(wèi)(sin2-sin2包)+RPgI-tsin2*20sin2-sin201cos-cos3036tsin2|L4R2h2-RRPf-2小.2.jD占COs02J(sin寸-sin%)+R電itsin2®21222.1.3.3.sin-sin0cos-cos03菰jh2R-6tsig2*；4R2-h0.2106sin2-0.510.02sin2106409.81>10.35sin2-0.51L1cos_0.731-皆之43sin2=00-&21974.4sin20.5120928cos3

28、0.34339313.248)sin25-22.2sin2-0.512.1coss-0.3433.9;sin5I2322.2sin22.1cos38.141MPasin2pcos0-cosRgtRJfein24-sin2包)+RAg1cos0(sin24sin2%)+1(cod4cod%Jtsin243123Jj5.23、19.656624=20031.3920.7-cos-222.2sin-0.512.1cos-0.3432sinsin=20031.3920.7cos-22.2sin22.1cod-8.141sin=221.974-31.392cos-22.2sin22.1cos38.141

29、MPasin24.有一錐形底的圓筒形密閉容器，如圖所示，試用無力矩理論求出錐形底殼中的最大薄膜應(yīng)力be與b巾的值及相應(yīng)位置。已知圓筒形容器中面半徑R,厚度t；錐形底的半錐角a,厚度t,內(nèi)裝有密度為p的液體，液面高度為H,液面上承受氣體壓力Reo解：圓錐殼體：Ri=o°,R=r/eosa（a半錐頂角），pz=-pe+pg（H+x）,（）=兀/2-a,r=R_xtgaF=R2pcH；gxR23r2Rreg=2二r。tcos1199R2pcHgxR2r2Rr；g:二32rtcos：0.(ox2tg2aR(Pc+HPg)+xR-xRtga+'32R-xtg：tcos：二三=_莊R1R

30、2t_PcHxd1dxtcos：令：。=0dxtcos：IPgR-xtg-lpc，iHxfgtg;；,1x=2tg：ItR-Htg二-Pctgd2gdx22gtg二0tcos：在x處仃6t最大他仃機(jī)最大值在錐頂其值為*-RaxPciiv>Pg>R+Htgpgjj八CC十Pctgg2tcos_：:5.試用圓柱殼有力矩理論，求解列管式換熱器管子與管板連接邊緣處（如圖所示）管子的不連續(xù)應(yīng)力表達(dá)式（管板剛度很大,管子兩端是開口的，不承受軸向拉力）。設(shè)管內(nèi)壓力為p,管外壓力為零，管子中面半徑為r,厚度為解：O管板的轉(zhuǎn)角與位移Mo國(guó)內(nèi)壓作用下管子的撓度和轉(zhuǎn)角內(nèi)壓引起的周向應(yīng)變?yōu)?PREtw；P

31、R2Et轉(zhuǎn)角:邊緣力和邊緣邊矩作用下圓柱殼的撓度和轉(zhuǎn)角0變形協(xié)調(diào)條件W2求解邊緣力和邊緣邊矩PR2EtMo邊緣內(nèi)力表達(dá)式NxQxMoW2M0W222D1MoDQ02DMoQoW2-Q023D22D22DpR2EtW2MoQ02M0223DMo+22D二Qo=04P4R3D'peKEt3Dsinxcosx-pRe-xsinxcosx-2RDpexsinx-cosxMxEt金曲e"cosxEt邊緣內(nèi)力引起的應(yīng)力表達(dá)式Nx12Mxt3242R2DpxeEt4sinx-cosxz出12Mt3叫-xtsinxcosx.fEt3e-(sin?x-cosxj6Qxt3t22-z<42

32、4P3R2Dpt2Et4-4aecosx綜合應(yīng)力表達(dá)式xPRNx=r±2tt12MxpR242R2Dpx.3z4e-sinx-cosxzt32tEt412M1t3sinxcos-x-242RDEt3e*sinPx-cosPxJzJJL224P3R2D'pt26.兩根幾何尺寸相同，材料不同的鋼管對(duì)接焊如圖所示。管道的操作壓力為p,操作溫度為0,環(huán)境溫度為tc,而材料的彈性模量E相等,線膨脹系數(shù)分別ai和a2,管道半徑為r,厚度為t，試求得焊接處的不連續(xù)應(yīng)力（不計(jì)焊縫Et4習(xí)題6附圖2e1函coSx余高）。解：0內(nèi)壓和溫差作用下管子1的撓度和轉(zhuǎn)角內(nèi)壓引起的周向應(yīng)變?yōu)?p2二r-=

33、wP-2r1prpr2t溫差引起的周向應(yīng)變?yōu)?.t2二r-w1-2r2rtw1一二11tof=itrw1t=-r1t轉(zhuǎn)角:C2內(nèi)壓和溫差作用下管子內(nèi)壓引起的周向應(yīng)變?yōu)?p,:在Wi2S2it2Et2的撓度和轉(zhuǎn)角2二r-w2P-2二2r一也2tw2P2漢2-2Et溫差引起的周向應(yīng)變?yōu)?2二r-w2t)-2二rw2tt0-tc=12Ltw2A-r：2lt轉(zhuǎn)角:邊緣力和邊緣邊矩作用下圓柱殼2pr2Et2-J-r一2二t2Pt-01的撓度和轉(zhuǎn)角M022DQ0w123DM01M0Q022D邊緣力和邊緣邊矩作用下圓柱殼2的撓度和轉(zhuǎn)角M0亞222DM0Q0w223D2M0石”。Q。22D變形協(xié)調(diào)條件QoPL

34、t十+M01Q0M0©求解邊緣力和邊緣邊矩2pr2Et22DM02pr23D2Et2一»r2d-22DM023D1-1-1-1一一萬(wàn)02TvQ°fm°rv0M0=0Qo=r3Dt0-tc2邊緣內(nèi)力表達(dá)式Nx=Etext0-tc12cosx2=r2Dext0-tc1-2sinxMxQxr3De-xt0-tc-2cosx-sinx邊緣內(nèi)力引起的應(yīng)力表達(dá)式Nx12MCTzt3x-z12zr-2Dext0-tc-1-2sinxt3Nt6Qxt312M飛t2C9綜合應(yīng)力表達(dá)式7.t3extotc1-2iEcosx一12zt3r2Dsinx2t12Mt36rt2t3

35、x-z3Dext0-tc12cosx-sinxpr12z2x13-rDet0-tc1-2sinx2tt3二Prt12Mt3z=史e一xt°-tc1-二2tcosx-12zt3r2DsinxZt2一單層厚壁圓筒，承受內(nèi)壓力筒外直徑D)=980mmE=2X105MPa解：周向應(yīng)變物理方程6rt343Dext0-tccosx-sinxpi=36MPa時(shí)，測(cè)得（用千分表）筒體外表面的徑向位移w）=0.365mm,圓=0.3。試求圓筒內(nèi)外壁面應(yīng)力值。w=r-1+CTz僅承受內(nèi)壓時(shí)的Lame公式RRi2r二RTRRK21仃6=pRi2喏-R2RR；R2R2R2K2-1PiK2-1在外壁面處的位移

36、量及內(nèi)徑:PiR。Wr氏22_J=W0EK21K=1EW02-13649020.352100.365=1.188內(nèi)壁面處的應(yīng)力值:R一R0RiK490412.538mm1.188r二一Pi-36MPad21.18821_Pi1K2=362=211.036MPaK211.1882-1R36丁2=87.518MPaK211.1882-1外壁面處的應(yīng)力值:8.有一超高壓管道,r=02PiKlKI.-Pi-Z-2K-12361.1882-1361.1882-1=175.036MPa=87.518MPa其外直徑為78mm內(nèi)直徑為34mm承受內(nèi)壓力300MPa操作溫度下材料的(Tb=1000MPabs=9

37、00MPa此管道經(jīng)自增強(qiáng)處理，試求出最佳自增強(qiáng)處理壓力。解：最佳自增強(qiáng)處理壓力應(yīng)該對(duì)應(yīng)經(jīng)自增強(qiáng)處理后的管道，在題給工作和結(jié)構(gòu)條件下，其最大應(yīng)力取最小Rc的周向應(yīng)力為最大拉伸應(yīng)力,值時(shí)對(duì)應(yīng)的塑性區(qū)半徑Rc情況下的自增強(qiáng)處理壓力。對(duì)應(yīng)該塑性區(qū)半徑其值應(yīng)為經(jīng)自增強(qiáng)處理后的殘余應(yīng)力與內(nèi)壓力共同作用下的周向應(yīng)力之和:Ri2R0-Ri2Rc2R0J、2令其一階導(dǎo)數(shù)等于0,求其駐點(diǎn)R2R0-Ri22PiRi2R02解得：R=21.015mni根據(jù)殘余應(yīng)力和拉美公式可知，該值對(duì)應(yīng)周向應(yīng)力取最大值時(shí)的塑性區(qū)半徑。由自增強(qiáng)內(nèi)壓pi與所對(duì)應(yīng)塑性區(qū)與彈性區(qū)交界半徑Rc的關(guān)系，最佳自增強(qiáng)處理壓力為:+2lnRc=589

38、.083MPaR9 .承受橫向均布載荷的圓平板，當(dāng)其厚度為一定時(shí)，試證明板承受的總載荷為一與半徑無關(guān)的定值。證明：O周邊固支情況下的最大彎曲應(yīng)力為3pR23p二R23PCT=-max2224t4二t4t周邊簡(jiǎn)支情況下的最大彎曲應(yīng)力為：max33口pR2=33pR2=33口P8t2一8二t2一8二t210 .有一周邊固支的圓板，半徑R=500mm板厚=38mm板面上承受橫向均布載荷p=3MPa試求板的最大撓度和應(yīng)力（取板材的E=2X105MPa科=0.3）解：板的最大撓度:Et3121-；22105383121-0.32=1.00510板的最大應(yīng)力:fwmaxpR464D350049=2.915

39、mm641.005109max3pR24t23350024382=389.543MPa11 .上題中的圓平板周邊改為簡(jiǎn)支，試計(jì)算其最大撓度和應(yīng)力，并將計(jì)算結(jié)果與上題作一分析比較。解：板的最大撓度：spR45-50.3wax=p-2.915-4.0772.915-11.884mmmax64D110.3板的最大應(yīng)力:、-max33pR28t22330.33500230.32389.543=1.65389.543=642.746MPa8382簡(jiǎn)支時(shí)的最大撓度是固支時(shí)的4.077倍；簡(jiǎn)支時(shí)的最大應(yīng)力是固支時(shí)的1.65倍。12 .一穿流式泡沫塔其內(nèi)徑為1500mm塔板上最大液層為800mm（液體密度為p

40、=1.5x103kg/m3）,塔板厚度為6mm材料為低碳鋼（E=2X105MPa心=0.3）。周邊支承可視為簡(jiǎn)支，試求塔板中心處的撓度；若撓度必須控制在3mm下，試問塔板的厚度應(yīng)增加多少?解：周邊簡(jiǎn)支圓平板中心撓度Et3533210622121-11210.3=39.56105p=hg=0.815009.81=11772Pa=0.012MPaswmax0.012750450.35"-zti=61.14mm6439.561010.3撓度控制在3mml下需要的塔板厚度塔板剛度需增加的倍數(shù)6114=20.383需要的塔板剛度D=20.38X39.56父105=806.2328105121-

41、12D31210.32806.23281052105=16.4mm需增加10.4mm以上的厚度。13 .三個(gè)幾何尺寸相同的承受周向外壓的短圓筒，其材料分別為碳素鋼（bs=220MPaE=2X105MPa科=0.3)、鋁合金(bs=110MPaE=0.7X105MPa科=0.3)和銅(bs=100MPaE=1.1X105MPa科=0.31),試問哪一個(gè)圓筒的臨界壓力最大，為什么?答：碳素鋼的大。從短圓筒的臨界壓力計(jì)算式2.59Et2LDoDot可見，臨界壓力的大小，在幾何尺寸相同的情況下，其值與彈性模量成正比，這三種材料中碳素鋼的大，因此，碳素鋼的臨界壓力最大。14 .兩個(gè)直徑、厚度和材質(zhì)相同的

42、圓筒，承受相同的周向均布外壓，其中一個(gè)為長(zhǎng)圓筒，另一個(gè)為短圓筒,試問它們的臨界壓力是否相同，為什么？在失穩(wěn)前，圓筒中周向壓應(yīng)力是否相同，為什么？隨著所承受的周向均布外壓力不斷增加，兩個(gè)圓筒先后失穩(wěn)時(shí)，圓筒中的周向壓應(yīng)力是否相同，為什么?答：。臨界壓力不相同。長(zhǎng)圓筒的臨界壓力小，短圓筒的臨界壓力大。因?yàn)殚L(zhǎng)圓筒不能受到圓筒兩端部的支承，容易失穩(wěn)；而短圓筒的兩端對(duì)筒體有較好的支承作用，使圓筒更不易失穩(wěn)。在失穩(wěn)前，圓筒中周向壓應(yīng)力相同。因?yàn)樵谑Х€(wěn)前圓筒保持穩(wěn)定狀態(tài)，幾何形狀仍保持為圓柱形，殼體內(nèi)的壓應(yīng)力計(jì)算與承受內(nèi)壓的圓筒計(jì)算拉應(yīng)力相同方法。其應(yīng)力計(jì)算式中無長(zhǎng)度尺寸，在直徑、厚度、材質(zhì)相同時(shí)，其應(yīng)力值

43、相同。圓筒中的周向壓應(yīng)力不相同。直徑、厚度和材質(zhì)相同的圓筒壓力小時(shí)，其殼體內(nèi)的壓應(yīng)力小。長(zhǎng)圓筒的臨界壓力比短圓筒時(shí)的小，在失穩(wěn)時(shí)，長(zhǎng)圓筒殼內(nèi)的壓應(yīng)力比短圓筒殼內(nèi)的壓應(yīng)力小。15 .承受均布周向外壓力的圓筒，只要設(shè)置加強(qiáng)圈均可提高其臨界壓力。對(duì)否，為什么？且采用的加強(qiáng)圈愈多，殼壁所需厚度就愈薄，故經(jīng)濟(jì)上愈合理。對(duì)否，為什么？答：O承受均布周向外壓力的圓筒，只要設(shè)置加強(qiáng)圈均可提高其臨界壓力，對(duì)。只要設(shè)置加強(qiáng)圈均可提高圓筒的剛度，剛度提高就可提高其臨界壓力。國(guó)采用的加強(qiáng)圈愈多，殼壁所需厚度就愈薄，故經(jīng)濟(jì)上愈合理，不對(duì)。采用的加強(qiáng)圈愈多，殼壁所需厚度就愈薄，是對(duì)的。但加強(qiáng)圈多到一定程度后，圓筒壁厚下降

44、較少，并且考慮腐蝕、制造、安裝、使用、維修等要求，圓筒需要必要的厚度，加強(qiáng)圈增加的費(fèi)用比圓筒的費(fèi)用減少要大，經(jīng)濟(jì)上不合理。16 .有一圓筒，其內(nèi)徑為1000mm厚度為10mm長(zhǎng)度為20m,材料為20R(b=400MPabs=245MPaE=2xi05MPa科=0.3)。0在承受周向外壓力時(shí)，求其臨界壓力pcroC2在承受內(nèi)壓力時(shí)，求其爆破壓力pb,并比較其結(jié)果。解：O臨界壓力PerD0=1000210=1020mmLcr=1.17D01也=1.17父1020M,t102012052.75mm12m20m10屬長(zhǎng)短圓筒，其臨界壓力為2.2E3=2.22105D0310;I=0.415MPa<

45、;1020；承受內(nèi)壓力時(shí)，求其爆破壓力pb,(Faupel公式)a2-2M245InK=r=-M2-2451020ln=7.773MPa400100018.747倍。承受內(nèi)壓時(shí)的爆破壓力遠(yuǎn)高于承受外壓時(shí)的臨界壓力，高出17 .題16中的圓筒，其長(zhǎng)度改為2m,再進(jìn)行上題中的。1、的計(jì)算，并與上題結(jié)果進(jìn)行綜合比較。解：O臨界壓力Per,屬短圓筒，其臨界壓力為22.59Et2Per一2.5921051022.514MPa1020200010201020sleJp=f=;2一73l仃bJInK=22452245、1020m2-ixln=7.773MPa<400J1000國(guó)承受內(nèi)壓力時(shí)，求其爆破壓

46、力p%（Faupel公式）3.092倍，但比長(zhǎng)圓筒時(shí)的倍數(shù)小了很多。承受內(nèi)壓時(shí)的爆破壓力高于承受外壓時(shí)的臨界壓力，高出3.壓力容器材料及環(huán)境和時(shí)間對(duì)其性能的影響思考題1 .壓力容器用鋼有哪些基本要求？答：有較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性、制造性能和與介質(zhì)相容性。2 .影響壓力容器鋼材性能的環(huán)境因素主要有哪些？答：主要有溫度高低、載荷波動(dòng)、介質(zhì)性質(zhì)、加載速率等。3 .為什么要控制壓力容器用鋼中的硫、磷含量？答：因?yàn)榱蚰艽龠M(jìn)非金屬夾雜物的形成，使塑性和韌性降低。磷能提高鋼的強(qiáng)度，但會(huì)增加鋼的脆性，特別是低溫脆性。將硫和磷等有害元素含量控制在很低水平，即大大提高鋼材的純凈度，可提高鋼材的韌性、抗中子輻

47、照脆化能力，改善抗應(yīng)變時(shí)效性能、抗回火脆性性能和耐腐蝕性能。4 .為什么說材料性能劣化引起的失效往往具有突發(fā)性？工程上可采取哪些措施來預(yù)防這種失效？答：材料性能劣化主要表現(xiàn)是材料脆性增加，韌性下降，如材料的低溫脆化；高溫蠕變的斷裂呈脆性、珠光體球化、石墨化、回火脆化、氫腐蝕和氫脆；中子輻照引起材料輻照脆化。外觀檢查和無損檢測(cè)不能有效地發(fā)現(xiàn)脆化，在斷裂前不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)事故前無任何征兆，具有突發(fā)性。工程上可采取預(yù)防這種失效的措施有：對(duì)低溫脆化選擇低溫用鋼、高溫蠕變斷裂在設(shè)計(jì)時(shí)按蠕變失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)、珠光體球化采用熱處理方法恢復(fù)性能、石墨化采用在鋼中加入與碳結(jié)合能力強(qiáng)的合金元素方法、回火脆

48、性采用嚴(yán)格控制微量雜質(zhì)元素的含量和使設(shè)備升降溫的速度盡量緩慢、氯腐蝕和氫脆在設(shè)計(jì)時(shí)采用抗氫用鋼、中子輻照材料脆化在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)測(cè)及時(shí)更換。5 .壓力容器選材應(yīng)考慮哪些因素？答：應(yīng)綜合考慮壓力容器的使用條件、零件的功能和制造工藝、材料性能、材料使用經(jīng)驗(yàn)、材料價(jià)格和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。4.壓力容器設(shè)計(jì)思考題1 .為保證安全，壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮哪些條件？具體有哪些要求？答：壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮：材料、結(jié)構(gòu)、許用應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度、制造、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。壓力容器設(shè)計(jì)的具體要求：壓力容器設(shè)計(jì)就是根據(jù)給定的工藝設(shè)計(jì)條件，遵循現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在確保安全的前提下，經(jīng)濟(jì)、正確地選擇材料，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)、強(qiáng)（剛）度和密封設(shè)

49、計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定合理、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式，并滿足制造、檢驗(yàn)、裝配、運(yùn)輸和維修等要求；強(qiáng)（剛）度設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是確定結(jié)構(gòu)尺寸，滿足強(qiáng)度或剛度及穩(wěn)定性要求；密封設(shè)計(jì)主要是選擇合適的密封結(jié)構(gòu)和材料，保證密封性能良好。2 .壓力容器的設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括哪些內(nèi)容？答：包括設(shè)計(jì)圖樣、技術(shù)條件、強(qiáng)度計(jì)算書，必要時(shí)還應(yīng)包括設(shè)計(jì)或安裝、使用說明書。若按分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，還應(yīng)提供應(yīng)力分析報(bào)告。3 .壓力容器設(shè)計(jì)有哪些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？它們和壓力容器失效形式有什么關(guān)系？答：壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有：。1強(qiáng)度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、彈塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、蠕變失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、脆

50、性斷裂失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；。2剛度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；。3穩(wěn)定失效設(shè)稔f準(zhǔn)則；。4泄漏失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則將容器總體部位的初始屈服視為失效，以危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到許用應(yīng)力為依據(jù)；塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以整個(gè)危險(xiǎn)面屈服作為失效狀態(tài)；爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以容器爆破作為失效狀態(tài)；彈塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則認(rèn)為只要載荷變化范圍達(dá)到安定載荷，容器就失效；疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以在載荷反復(fù)作用下，微裂紋于滑移帶或晶界處形成，并不斷擴(kuò)展，形成宏觀疲勞裂紋并貫穿容器厚度，從而導(dǎo)致容器發(fā)生失效；蠕變失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以在高溫下壓力容器產(chǎn)生蠕變脆化、應(yīng)力松馳、蠕變變形和蠕變斷裂為失效形式；脆性斷裂失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以壓力容器的裂紋擴(kuò)展斷裂為失效形式；

51、剛度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以構(gòu)件的彈性位移和轉(zhuǎn)角超過規(guī)定值為失效；穩(wěn)定失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以外壓容器失穩(wěn)破壞為失效形式；泄漏失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以密封裝置的介質(zhì)泄漏率超過許用的泄漏率為失效。4 .什么叫設(shè)計(jì)壓力？液化氣體儲(chǔ)存壓力容器的設(shè)計(jì)壓力如何確定？答：壓力容器的設(shè)計(jì)載荷條件之一，其值不得低于最高工作壓力。液化氣體儲(chǔ)存壓力容器的設(shè)計(jì)壓力，根據(jù)大氣環(huán)境溫度，考慮容器外壁有否保冷設(shè)施，根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定。5. 一容器殼體的內(nèi)壁溫度為Ti,外壁溫度為To,通過傳熱計(jì)算得出的元件金屬截面的溫度平均值為T,請(qǐng)問設(shè)計(jì)溫度取哪個(gè)？選材以哪個(gè)溫度為依據(jù)？答：設(shè)計(jì)溫度取元件金屬截面的溫度平均值To選材以元件金屬截

52、面的溫度平均值為依據(jù)。6 .根據(jù)定義，用圖標(biāo)出計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度、名義厚度和最小厚度之間的關(guān)系；在上述厚度中，滿足強(qiáng)度（剛度、穩(wěn)定性）及使用壽命要求的最小厚度是哪一個(gè)？為什么？6度厚算計(jì)腐蝕裕量C2jd8度厚計(jì)設(shè)厚度負(fù)偏差Cin8度厚義名nm8度厚小最腐蝕裕量C2第一次厚度圓整值答：O計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度、名義厚度和最小厚度之間的關(guān)系,滿足強(qiáng)度（剛度、穩(wěn)定性）及使用壽命要求的最小厚度是設(shè)計(jì)厚度。因?yàn)樵O(shè)計(jì)厚度是計(jì)算厚度加腐蝕裕量，計(jì)算厚度可以滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求，再加上腐蝕裕量可以滿足壽命的要求。因?yàn)楦g裕量不一定比厚度負(fù)偏差加第一厚度圓整值的和小，最小厚度有可能比計(jì)算厚度小，而不能保證壽命。7 .影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有哪些？答：影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有：應(yīng)力計(jì)算的準(zhǔn)確性、材料性