压力容器知识PPT课件

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1、压力容器设计复习 潘家祯潘家祯华东理工大学机械与动力工程学院华东理工大学机械与动力工程学院知识点及根本概念 1我国压力容器设计规范称号是 _。第一章 化工容器设计概论 GB150-1998 钢制压力容器。 2. 欧盟压力容器规范称号为 3. _。EN13445-2002非直接着火压力容器3. 美国压力容器设计规范中的常规设计在ASME锅炉与压力容器设计规范第_卷，第_分册。称号为 _。 分析设计规范在第_卷，第_分册。称号为_。 2 1 按规那么设计 Design by Rule按分析设计 Design by AnalysisVIIIVIII第一章 化工容器设计概论 4我国钢制压力容器设计规范

2、采用的强度实际为： A；B；C；D。A第一章 化工容器设计概论 GB压力容器规范中以第一强度实际为设计准那么，将最大主应力限制在许用应力以内。p185我国钢制压力容器设计规范适用于设计压力不大于_MPa: A100；B64；C35；D16。C第一章 化工容器设计概论 GB-150压力容器规范适用于设计压力不大于35MPa的钢制压力容器的设计、制造、检验与验收。p176. 按设计压力大小，容器分为四个等级： 1低压容器：_ p MPa; 2中压容器：_ p MPa; 3高压容器：_ p MPa; 4超高压容器：p MPa; 0.11.61.610.010.0100100第一章 化工容器设计概论

3、p197对压力容器用钢的综合要求是足够的 、良好的 、 优良的 、以及良好的 。强度塑性韧性可焊性第一章 化工容器设计概论 综上所述，保证强度又要有良好的塑性、韧性和可焊性，以致低温韧性，这是对压力容器用钢的根本要求。 p7 8. 空气贮罐，操作压力为0.6MPa，操作温度为常温，假设设计厚度超越10毫米，那么以下碳素钢材中不可以运用的为： (A) Q235AF(A3F)； (B) Q235B； (C) Q235C； (D) 20R。A第一章 化工容器设计概论 Q235类钢是屈服强度为235MPa的碳素构造钢，强度不高。通常不作为压力容器规范中的容器公用钢，但Q235-B和Q235-C两种钢号

4、被GB150规范允许制造低参数的压力容器。 p39我国压力容器平安技术监察规程把容器分为三类：第一类压力容器为_。第二类压力容器为_ _ _ _ _第一章 化工容器设计概论 p19低压容器(下述,条规定者除外)以下情况之一为第二类压力容器：i：中压容器(下述第三条规定者除外)；ii: 易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反响容器和储存容器；iii：毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；iv：低压管壳式余热锅炉；V: 搪玻璃压力容器。 第三类压力容器为_ _ _ _ _第一章 化工容器设计概论 p19iii：高压、中压管壳式余热锅炉；以下情况之一为三类容器：i：毒性程度为极度和高度危害介质的

5、中压容器和PV大于0.2MPam3 的低压容器； ii: 易燃或毒性程度为中度危害介质且PV大于0.5MPam3的中压反响容器和PV大于等于10MPam3的中压储存容器；iv：高压容器；10PV0.2MPam3 的毒性为高度或极度危害介质低压容器应定为几类容器？ A类； B类； C类； D其他。C第一章 化工容器设计概论 p1911工程上，壳体的厚度与中面最小曲率半径R的比值 t/R ( )视为薄壳，反之，视为厚壳。 A1/5；B1/10；C1/20；D1/30第二章 中低压容器的规那么设计 Cp2312工程上，把圆板的厚度与直径之比 t/D ( )，视为薄板，反之视为厚板。 A1/5；B1/

6、10；C1/20；D1/30A第二章 中低压容器的规那么设计 p47 在壳体上作用有两类内力，法向力N和N，及横向力Q、弯矩M和M。法向力来自中面的拉伸和紧缩变形，横向力、弯矩是由中面的弯曲变形产生的，将法向力称为薄膜应力，而将横向力、弯矩称为弯曲应力。在壳体实际中，假设思索上述全部内力，称为“有力矩实际或“弯曲实际。但对部分容器，在特定的壳体外形、载荷和支撑条件下，弯曲应力与薄膜应力相比很小，可以略去不计，使壳体计算大大简化，这时壳体的应力形状仅由法向力N和N确定，基于这一假设求解薄膜内力的实际，称为“无力矩实际或“薄膜实际。13什么叫无力矩实际？什么叫有力矩实际？第二章 中低压容器的规那么

7、设计 14球描画器的第一曲率半径为_，第二曲率半径为_。球半径R第二章 中低压容器的规那么设计 15圆柱描画器的第一曲率半径为_，第二曲率半径为_。16圆锥描画器的第一曲率半径为_，第二曲率半径为_。p28球半径R无穷大圆柱体半径R无穷大R2=x tan17受均匀内压作用的球描画器，经向薄膜应力和周向薄膜应力的关系为 A ；CpR/2t DpR/tC第二章 中低压容器的规那么设计 (2-12) p2818受均匀内压作用的圆柱描画器，经向薄膜应力和周向薄膜应力的关系为 A=2pR/2t；B=2pR/t；C2=pR/t； D2pR/2tB第二章 中低压容器的规那么设计 (2-13) p2819均匀

8、内压作用椭圆形封头的顶点处，经向薄膜应力和周向薄膜应力的关系为 ( ) A；B ；D 1/2A第二章 中低压容器的规那么设计 (2-16) p2920无力矩实际运用的条件是什么？ 第二章 中低压容器的规那么设计 (1) 壳体的厚度、曲率没有突变，构成同一壳体的资料物理性能一样(如E, m 等)，对于集中载荷区域附近无力矩实际不能适用。(2) 壳体边境处不能有垂直于壳面法向力和力矩的作用。(3) 壳体边境处只可有沿经线切线方向的约束，边境处转角与扰度不应遭到约束。p3421接受均匀内压时，椭圆形封头能否会失稳？ 第二章 中低压容器的规那么设计 在椭圆形封头的长短轴之比大于2时，在封头的转角处和赤

9、道处的周向应力成为负值，会产生部分失稳。p3022. 由边缘力和弯矩产生的边缘应力具有_、_和_等根本特性。 部分性自限性衰减性第二章 中低压容器的规那么设计 p4723由边缘力和弯矩产生的边缘应力，影响的范围为 A B C DA对圆柱壳而言，其作用范围与 同一量级。24圆筒描画器接受内压时，在筒体与封头衔接处，除由内压引起的_应力外，还存在满足_条件而产生的_应力，后者具有_和_的特性。薄膜应力延续性边缘部分性衰减很快第二章 中低压容器的规那么设计 p51第二章 中低压容器的规那么设计 p52第二章 中低压容器的规那么设计 p53第二章 中低压容器的规那么设计 25受均布横向载荷作用的周边简

10、支圆形薄平板，最大径向弯曲应力在： (A)周边；(B)中央；(C)12半径；(D)3/8半径B26受轴对称横向均布载荷的圆形薄板，周边固定时，最大弯曲应力在_处，最大挠度在_处。当周边简支时，最大弯曲应力在_处，最大挠度在_处。板边缘板中心板中心板中心第二章 中低压容器的规那么设计 27受均布横向载荷作用的周边固支圆形薄平板，最大应力为周边径向弯曲应力，当载荷一定时，降低最大应力的方法有 (A) 添加厚度； (B) 采用高强钢；(C) 加固周边支撑； (D) 增大圆板直径。A第二章 中低压容器的规那么设计 28容器下封头为圆板，与筒体和裙座焊接，受力形状为固支，板上最大应力和挠度变形为： (

11、)A最大应力为径向应力r，位于封头中心，最大挠度位于封头周边B最大应力为周向应力，位于封头中心，最大挠度位于封头周边C最大应力为径向应力r，位于封头周边，最大挠度位于封头中心D最大应力为周向应力，位于封头周边，最大挠度位于封头中心C第二章 中低压容器的规那么设计 29压力容器的设计压力通常取最高任务压力的_倍。1.051.1030容器的壁厚附加量包括：_、_和成型加工工程中的壁厚减薄量。腐蚀裕量C2钢板负偏向C131焊接接头系数是：_的比值。焊缝金属与母材强度第二章 中低压容器的规那么设计 32平安系数的选取方法，用抗拉强度b时，为_；用屈服强度y时，为_；用蠕变强度tn时，为_；用耐久强度t

12、D时，为_；33承压容器资料的许用应力取 _、 _或_三者中最小值。p673.01.61.01.5第二章 中低压容器的规那么设计 34液压实验的压力为设计压力的： (A)1.05倍；(B)1.10倍；(C)1.15倍；(D)1.25倍Dp6735气压实验的压力为设计压力的： (A)1.05倍；(B)1.10倍；(C)1.15倍；(D)1.25倍(2-96) p67C第二章 中低压容器的规那么设计 36液压实验时的应力不得超越该实验温度下资料屈服强度的_；气压实验，不得超越屈服强度的_。90%80%第二章 中低压容器的规那么设计 p68对液压实验，此应力值不得超越该实验温度下资料屈服强度的90%

13、，对气压实验，那么不得超越屈服强度的80%。37按照我国压力容器规范，最小壁厚，对于碳钢和低合金钢容器不小于_mm，对高合金钢容器不小于_mm。32第二章 中低压容器的规那么设计 p67最小壁厚：(1) 对碳钢和低合金钢容器不小于3mm。(2) 对高合金钢容器不小于2mm。39低合金钢容器，液压实验时液体温度不得低于 ( )(A) 0 oC；(B) 5 oC；(C) 10 oC；(D) 15 oC38碳素钢制容器，液压实验时液体温度不得低于 ( )(A) 0oC；(B) 5 oC； (C) 10 oC；(D) 15 oCDBp6740液压实验用水应控制氯离子_。2510-6第二章 中低压容器的

14、规那么设计 41在进展容器压力实验时，需求思索哪些问题？为什么？ (1)压力实验普通用水，进展液压实验。液压实验压力为：其中：PT为内压实验的压力，p为实验内压，s为实验温度下的许用应力，st为设计温度下的许用应力。第二章 中低压容器的规那么设计 41在进展容器压力实验时，需求思索哪些问题？为什么？ (2) 奥氏体不锈钢为防止氯离子的腐蚀，应控制Cl 2510-6(3) 为防止实验时发生低温脆性破坏，碳素钢、16MnR、正火15MnVR温度不能低于5oC，其他低合金钢，温度不低于15oC第二章 中低压容器的规那么设计 41在进展容器压力实验时，需求思索哪些问题？为什么？ (5) 气压实验时，介

15、质温度不得低于15 oC。 (4) 不宜作液压实验的容器，可用清洁的干空气、氮气或者其他惰性气体，气压实验的压力为： 且 MPa。 第二章 中低压容器的规那么设计 41在进展容器压力实验时，需求思索哪些问题？为什么？ (6)液压或者气压实验时，须按下式校核圆筒的应力： ，液压实验时，此应力值不得超越实验温度下资料屈服点的90%，气压实验不得超越80%。 第二章 中低压容器的规那么设计 是_壁厚计算公式42请分别指出以下公式的用途：是_壁厚计算公式是_壁厚计算公式是_壁厚计算公式圆筒描画器球描画器椭圆形封头平板封头第二章 中低压容器的规那么设计 43从设计角度，法兰可以分为以下三类：_法兰、_法

16、兰和_法兰。松式整体恣意式44螺栓垫片法兰衔接的密封中两个重要的工况是：_、_。预紧工况操作工况第二章 中低压容器的规那么设计 45请指出以下法兰的类型：松式法兰松式法兰松式法兰整体法兰整体法兰整体法兰恣意式法兰恣意式法兰恣意式法兰第二章 中低压容器的规那么设计 46法兰密封常用的压紧面型式有：_、_、_、_四种型式。榫槽面梯形槽凹凸面突台面p80第二章 中低压容器的规那么设计 47螺栓垫片法兰衔接的密封中两个重要的垫片性能参数是：_、_。垫片压紧力(比压力) y垫片系数 m第二章 中低压容器的规那么设计 (1) 必需在预紧时，使螺栓力在压紧面与垫片之间建立起不低于y值的比压力；(2) 当设备

17、任务时，螺栓力应可以抵抗内压的作用，并且在垫片外表上维持m倍内压的比压力。48保证法兰衔接严密不漏的条件是什么？ 第二章 中低压容器的规那么设计 p85(1)开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中；(2)接纳处容器壳体与接纳构成构造不延续应力；(3)壳体与接纳衔接的拐角处因不等截面过渡(即小圆角)而引起应力集中。这三种要素均使开孔或开孔接纳部位的应力比壳体中的膜应力为大，统称开孔或接纳部位的应力集中。49压力容器开孔接纳后对应力分布和强度带来什么影响？第三章 压力容器的整体设计问题 p10150应力集中系数是指_和_的比值。容器开孔接纳，除了_加上_，及_等要素的综协作用，其附近就成为压力容器

18、的破坏源。应力峰值薄膜应力开孔引起的应力集中容器壳体与接纳构成的构造不延续应力壳体与接纳衔接处因不等截面过渡引起的应力集中第三章 压力容器的整体设计问题 51在均匀内压作用的竖直的薄壁圆筒上开孔时，孔周边的的最大应力出如今： A孔周边任一点； B孔周边与程度线成45夹角处；C孔周边与程度线成60夹角处； D孔周边与程度线成90夹角处；D第三章 压力容器的整体设计问题 p10252平板开孔的应力集中系数为： (A) 2； (B) 2.5； (C) 3； (D) 0.5 Cp102第三章 压力容器的整体设计问题 53球壳开孔的应力集中系数为： (A) 2； (B) 2.5； (C) 3； (D)

19、0.5 第三章 压力容器的整体设计问题 Ap10254圆筒开孔的应力集中系数为： (A) 2； (B) 2.5； (C) 3； (D) 0.5 第三章 压力容器的整体设计问题 Bp10255应力指数 I 与应力集中系数 Kt 的区别？第三章 压力容器的整体设计问题 l应力指数I指思索点(可以多个点)的应力分量(、t、r)与容器无开孔接纳时的周向薄膜应力之比。l应力集中系数Kt指最大应力分量的点(只需一个点)与无应力集中时的计算应力(对容器来说也是无开孔接纳时的周向计算薄膜应力)之比。l一个区域只需一个Kt值。Kt的大小可以衡量构造应力集中的优劣。l构造的应力指数I可以有多个(如拐角的内侧、外侧

20、不同方向)，而且不一定是最大的。p10456目前我国容器设计中开孔补强的设计准那么是_。等面积补强的原那么是：等面积补强在有效的补强范围内，壳体除本身接受内压所需截面积外的多余截面积不应少于开孔所减少的有效截面积第三章 压力容器的整体设计问题 p10857容器开孔后，部分补强构造方式有：_、_、_。补强圈补强整锻件补强接纳补强第三章 压力容器的整体设计问题 wXYZtn+p109第三章 压力容器的整体设计问题 开孔减弱的截面积A0壳体计算壁厚外多余的金属面积A1 有效补强区内另外添加的补强元件的金属截面积接纳计算厚度外的多余金属截面积有效补强区内焊缝金属截面积58有效补强范围有多大？p110第

21、三章 压力容器的整体设计问题 59为了使跨中截面弯矩与支座截面弯矩数值上相近，对卧式容器鞍座的位置宜取 ( )(A) A0.2L；(B) A0.5R；(C) A0.2L；(D) A = L/3Ap111第三章 压力容器的整体设计问题 卧式容器除了思索由操作压力引起的薄膜应力外，还要思索容器总重导致筒体横截面上的纵向弯矩和剪力，而且跨中截面和支座截面是容器能够发生失效的危险截面。为了进展强度或稳定性校核，需求确定危险截面上的最大应力的位置与大小。60卧式容器中_和_是需校核的危险截面。支座截面跨中截面第三章 压力容器的整体设计问题 p116p11761支承在双鞍座上正压操作的卧式容器，器壁中出现

22、最大轴向拉伸应力的工况是： 装满物料而未升压；(B) 装满物料已升压(C) 未装物料而升压； A第三章 压力容器的整体设计问题 第三章 压力容器的整体设计问题 62卧式容器鞍座跨中截面上筒体的最大轴向应力发生在_和_。截面最高点截面最低点1234p116支座截面上：123463卧式容器鞍座支座截面上筒体的最大轴向应力发生在_和_。截面最高点截面最低点第三章 压力容器的整体设计问题p11764卧式容器筒体上的最大切向应力在筒体有加强圈时发生在_，筒体无加强圈但是被封头加强时，及筒体未被加强时分别在_。程度中心线处p118第三章 压力容器的整体设计问题65卧式容器筒体上最大周向紧缩应力发生在 跨中

23、截面最高处；B跨中截面最低处(C) 支座截面最高处； (D) 支座截面最低处；D第三章 压力容器的整体设计问题66压力容器在构造设计中减少部分应力的措施是_；_。部分载荷作用途加强，垫衬板减小部分应力在构造不延续处尽能够圆滑过渡并避开焊缝p第三章 压力容器的整体设计问题p67压力封头和筒体衔接处，为什么要直边段？第三章 压力容器的整体设计问题p68怎样把角焊缝变成对接焊缝？第三章 压力容器的整体设计问题第三章 压力容器的整体设计问题69怎样把变径段的角焊缝变成对接焊缝？p上下衔接部位的构造不延续应力过大30o45o时大端应采用带过渡区的折边锥壳 45o时小端也应采用带过渡区的折边锥壳最好采用反

24、向曲线方式的回转壳第三章 压力容器的整体设计问题70容器支座为什么最好要加垫板？p71焊缝可以分为几类？ABCD第三章 压力容器的整体设计问题容器壳体的纵向焊缝及凸形封头的拼接焊缝接受最大主应力，均属于A类焊缝。71焊缝可以分为几类？ABCD第三章 压力容器的整体设计问题壳体的环向焊缝受的主应力仅为纵焊缝应力的一半，将其分类为B类焊缝。71焊缝可以分为几类？ABCD第三章 压力容器的整体设计问题球形封头与圆筒壳的衔接环缝不属于B类而属于A类，因这条环缝相当于凸形封头上的拼接焊缝。A类及B类焊缝全部应为对接焊缝。71焊缝可以分为几类？ABCD第三章 压力容器的整体设计问题法兰、平封头、管板等厚截

25、面部件与壳体及管道的衔接焊缝属C类焊缝，C类焊缝是填角焊缝71焊缝可以分为几类？ABCD第三章 压力容器的整体设计问题接纳、人孔或集液槽等与壳体或封头的衔接焊缝属于D类焊缝，这根本上是不同尺寸的回转壳体相贯处的填角焊缝。72压力容器焊接构造设计有哪些根本原那么？p第三章 压力容器的整体设计问题72压力容器焊接构造设计有哪些根本原那么？第三章 压力容器的整体设计问题p14072压力容器焊接构造设计有哪些根本原那么？第三章 压力容器的整体设计问题73外压容器除了强度外，还应思索_问题。请举两个不同类型外压容器的例子：_、_。失稳真空操作的冷凝器、结晶器、蒸馏塔的外壳带有加热或冷却夹套的反响器内壳p

26、148第四章 外压容器设计74怎样区分长圆筒和短圆筒？它们的的临界长度为 _。p154第四章 外压容器设计真空容器按外压容器计算，装有平安控制安装时，取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的较小值；无平安安装时，取0.1MPa。带夹套的容器应思索能够出现最大压差的危险工况，例如当内筒容器忽然泄压而夹套内仍有压力时所产生的最大压差。带夹套的真空容器，按上述真空容器选取的设计外压力加上夹套内的设计内压力一同作为设计外压。p16275真空容器的设计压力：当装有平安控制安装时，取_，或_两者中的较小值；无平安安装时，取_。带夹套的真空容器，那么按_ 加上_。1.25倍最大内外压力差0.1MPa

27、0.1MPa上述真空容器选取的设计外压力夹套内的设计内压力一同作为设计外压第四章 外压容器设计 真空容器按外压容器计算，装有平安控制安装时，取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的较小值；无平安安装时，取0.1MPa。带夹套的容器应思索能够出现最大压差的危险工况，例如当内筒容器忽然泄压而夹套内仍有压力时所产生的最大压差。带夹套的真空容器，按上述真空容器选取的设计外压力加上夹套内的设计内压力一同作为设计外压。p16276现需设计一个在常温下操作的夹套冷却容器，内筒为真空，无平安控制安装，夹套内为0.8MPa (表压)冷却水，那么校核内筒稳定性时的设计压力应取 (A) 0.1MPa (B)

28、 0.8MPa (C) 0.9MPa (D)1.0MPaC第四章 外压容器设计 真空容器按外压容器计算，装有平安控制安装时，取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的较小值；无平安安装时，取0.1MPa。带夹套的容器应思索能够出现最大压差的危险工况，例如当内筒容器忽然泄压而夹套内仍有压力时所产生的最大压差。带夹套的真空容器，按上述真空容器选取的设计外压力加上夹套内的设计内压力一同作为设计外压。p16277假设将上述在常温夹套冷却容器，内筒为真空，改为有平安控制安装，夹套内为0.8MPa (表压)冷却水，那么校核内筒稳定性时的设计压力应取 (A) 0.1MPa (B) 0.8MPa (C)

29、 0.9MPa (D)1.0MPaC第四章 外压容器设计 由上式可知，在既定直径与资料下，提高外压容器的临界压力，可添加筒体厚度或减小计算长度，从减轻容器分量、节约贵重金属出发，减小计算长度更有利。在构造上即是在圆筒的内部或外部相隔一定的间隔焊接用型钢做的加强圈。p15478现设计一不锈钢制真空精馏塔，经稳定性校核发现其壁厚不够，合理的处置方法是： (A) 减小直径(坚持容器体积不变)；(B) 添加壁厚；(C) 改用强度高的资料； (D) 设置加强圈。D第四章 外压容器设计79带夹套的压力容器，最危险的情况为 ( )A内筒接受压力，而夹套尚未升压； B内筒接受压力，而夹套曾经升压； C内筒忽然

30、泄压，而夹套仍有压力； D内筒曾经泄压，而夹套没有压力；C第四章 外压容器设计 带夹套的容器应思索能够出现最大压差的危险工况，例如当内筒容器忽然泄压而夹套内仍有压力时所产生的最大压差。p16280均匀内压作用的厚壁圆筒中，径向应力r和周向应力沿壁厚的分布为 ( )(A) 均匀分布；(B) 线性分布；(C) 非线性分布C第五章 高压及超容器设计p181 r Z 81厚壁圆筒中，外加热时最大拉伸温差应力在_，内加热时在_。 内壁面p183外壁面第五章 高压及超容器设计82厚壁圆筒的内壁温度较外壁温度低，在外壁产生的周向温度应力为 ( )(A) 拉伸应力；(B) 紧缩应力；(C) 弯曲应力；(D)

31、改动应力Bp183第五章 高压及超容器设计83厚壁圆筒既受内压又受温差作用时，内加热下_综合应力得到改善，而_有所恶化。外加热时那么相反，_的综合应力恶化，_应力得到改善 外壁，内壁，外壁，内壁； (B) 外壁，内壁，内壁，外壁(C) 内壁，外壁，内壁，外壁； (D) 内壁，外壁，外壁，内壁 p184C内壁外壁内壁外壁第五章 高压及超容器设计84内压与温差同时作用的厚壁圆筒的内壁周向应力出现最大值的工况是： (A) 外部加热；(B) 内部加热；(C) 内外均不加热。Ap184第五章 高压及超容器设计85请概述高压容器常用的三个失效准那么：_、_和_。 1弹性失效设计准那么 为防止筒体内壁发生屈

32、服，以内壁相当应力到达屈服形状时发生弹性失效。将内壁的应力形状限制在弹性范围以内，为弹性失效设计准那么。p186弹性失效设计准那么第五章 高压及超容器设计这是目前世界各国运用得最多的设计准那么，我国高压容器设计也习惯采用此准那么。85请概述高压容器常用的三个失效准那么：_、_和_。 p186弹性失效设计准那么塑性失效设计准那么第五章 高压及超容器设计2塑性失效设计准那么 当筒体内壁开场屈服时除内外表外的其他部分均处于弹性形状，筒体仍可提高承载才干。只需当载荷增大到筒壁的塑性层扩展至外壁，到达整体屈服时才以为到达失效形状，就是塑性失效。筒体整体发生塑性失效时的载荷即为极限载荷。按塑性失效的极限载

33、荷作为高压筒体设计的基准再给予适当的平安系数便可确定筒体的壁厚，这就是塑性失效设计准那么。前苏联的设计规范曾采用了这种方法。85请概述高压容器常用的三个失效准那么：_、_和_。 p186弹性失效设计准那么塑性失效设计准那么第五章 高压及超容器设计3爆破失效设计准那么 非理想塑性资料在筒体整体屈服后仍有继续承载的才干。随压力添加筒体屈服变形增大，筒体屈服强化。假设资料强化使承载才干上升的要素与塑性大变形呵斥壁厚减薄承载才干下降的要素抵消，筒体无法添加承载才干，即将爆破，此时压力为筒体最大承载压力，称爆破压力。以容器爆破作失效形状，爆破压力作设计基准，思索平安系数确定平安运用的压力或筒体设计壁厚，

34、称为爆破失效设计准那么。爆破失效设计准那么86高压容器由于操作压力高，因此为了添加走漏阻力，平垫密封的垫片应选用 ( ) (A) 宽面；(B) 窄面；(C) 螺栓园内外都有的全平面B第五章 高压及超容器设计 采用窄面密封 采用窄面密封替代中低压容器中常用的宽面密封有利于提高密封面比压，而且可大大减少总的密封力，减小密封螺栓的直径，也有利于减小整个法兰与封头的构造尺寸。有时甚至将窄面密封演化成线接触密封。p19087请简述自加强的根本原理。第五章 高压及超容器设计自加强处置就是将厚壁筒在运用前进展大于任务压力的超压处置，以构成预应力使任务时壁内应力趋于均匀。 超压构成塑性层和弹性层。卸压后塑性层

35、有剩余应变，弹性层遭到该剩余应变的阻挠恢复不到原来的位置，塑性层中构成剩余压应力，弹性层中构成剩余拉应力，筒壁中构成了预应力p210加载时的应力分布卸载后的剩余应力自加强处置后的筒体与任务应力叠加 (1)弹性变形阶段 OA段，随着进液量(即体积膨胀量)的添加，容器的变形增大，内压上升。这一阶段的根本特征是内压与容器变形量成正比，呈现弹性行为。A点表示内壁应力开场屈服，或表示容器的部分区域出现屈服，整个容器的整体弹性行为到此终止。88容器的超压爆破过程可分为几个阶段？第六章 化工容器设计技术进展p21688容器的超压爆破过程可分为几个阶段？第六章 化工容器设计技术进展p216 (2)屈服变形阶段

36、 AB段，容器从部分屈服到整体屈服的阶段，以内壁屈服到外壁也进入屈服的阶段。B点表示容器已进入整体屈服形状。假设容器钢材具有屈服平台，这阶段也是包含塑性变形逐渐越过屈服平台的阶段。 这是一个包含复杂过程的阶段，不同的容器不同的资料这一阶段的外形与长短不同。88容器的超压爆破过程可分为几个阶段？第六章 化工容器设计技术进展p216 变形强化是本阶段主要特征。强化的变化率逐渐降低，到达C点时这两种影响相等，到达“塑性失稳形状，承载才干到达最大即将爆破，容器已充分膨胀。 (3)变形强化阶段 BC段塑性变形不断强化，容器承载才干不断提高。又因体积膨胀使壁厚不断减薄，承载才干下降。两者中强化影响大于减薄

37、影响，强化提高承载才干的行为变成主要的。88容器的超压爆破过程可分为几个阶段？第六章 化工容器设计技术进展p216 正常的韧性爆破的容器，体积膨胀量(即进液量)在容器体积的10以上，这一量值越高，表示容器的韧性越好，在设计压力下越是平安。(4)爆破阶段 在CD段是减薄的影响大于强化的影响，容器的承载才干随着容器的大量膨胀而明显下降，壁厚迅速减薄，直至D点而爆裂。 C点所对应的内压力即为爆破压力。89容器中产生应力的缘由是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。由压力载荷引起的应力第六章 化工容器设计技术进展 (1)由压力载荷引起的应力 这是指由内外介质均布压

38、力载荷在回转壳体中产生的应力。可依托外载荷与内力的平衡关系求解。在薄壁壳体中这种应力即为沿壁厚均匀分布的薄膜应力，并在容器的总体范围内存在。厚壁容器中的应力是沿壁厚呈非线性分布形状，其中可以分解为均布分量和非均布分量。p22489容器中产生应力的缘由是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。由压力载荷引起的应力第六章 化工容器设计技术进展由机械载荷引起的应力 (2)由机械载荷引起的应力 指压力以外的其他机械载荷(如重力、支座反力、管道的推力)产生的应力。虽求解复杂，但符合外载荷与内力平衡关系。往往仅存在于容器的部分，可称为部分应力。但风载与地震载荷作用范围不

39、是部分的，而且与时间有关，作为静载荷处置时普及容器整体，是非均布非轴对称的载荷。89容器中产生应力的缘由是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。由压力载荷引起的应力由机械载荷引起的应力第六章 化工容器设计技术进展 (3)由不延续效应引起的不延续应力 以下三种情况均会产生不延续应力： 几何不延续(如曲率半径有突变)； 载荷不延续； 材质不延续。 例如夹套反响釜内筒在与夹套焊接的地方同时存在几何不延续与载荷不延续(实践上还有轴向温度的不延续)。请留意，构造不延续应力不是由压力载荷直接引起的，而是由构造的变形协调引起的，在壳体上的分布范围较大，称为总体不延续应力

40、。沿壁厚的分布有的是线性分布有的也呈均布的。由不延续效应引起的应力89容器中产生应力的缘由是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。由不延续效应引起的应力由压力载荷引起的应力由机械载荷引起的应力第六章 化工容器设计技术进展(4)由温差产生的热应力 由于壳壁温度沿经向(轴向)或径向(厚度方向)存在温差，引起热膨胀差，经过变形约束与协调便产生应力，这就是温差应力或称热应力。其“载荷是温差，温差阐明该类载荷的强弱，称为热载荷，以区别于机械载荷。热应力在壳体上的分布取决于温差在壳体上的作用范围，有的属于总体范围，有的是部分范围。温差应力沿壁厚方向的分布能够是线性的或

41、非线性的，有些那么能够是均布的。由温差产生的热应力89容器中产生应力的缘由是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。由温差产生的热应力由不延续效应引起的应力由压力载荷引起的应力由机械载荷引起的应力第六章 化工容器设计技术进展(5)由应力集中引起的集中应力 容器上的开孔边缘、接纳根部、小圆角过渡处因应力集中而构成的集中应力，其峰值能够比根本应力高出数倍。数值虽大，但分布范围很小。应力集中问题的求解普通不涉及壳体中性面的总体不延续问题，主要是部分构造不延续问题，依托弹性力学方法求解。但实践很难求得实际的弹性解，常用实验方法测定或采用数值解求得。由应力集中引起的集

42、中应力89容器中产生应力的缘由是什么？ (1) _； (2) _； (3) _； (4) _； (5) _。由温差产生的热应力由不延续效应引起的应力由压力载荷引起的应力由机械载荷引起的应力第六章 化工容器设计技术进展由应力集中引起的集中应力 (3)由不延续效应引起的不延续应力 以下三种情况均会产生不延续应力：几何不延续(如曲率半径有突变)；载荷不延续；材质不延续。 例如夹套反响釜内筒在与夹套焊接的地方同时存在几何不延续与载荷不延续(实践上还有轴向温度的不延续)。90不延续效应引起的不延续应力有三种情况 (1) _； (2) _； (3) _。几何不延续载荷不延续材质不延续第六章 化工容器设计技

43、术进展p22491应力分类法将容器中的应力分为三大类：(1) _； (2) _； (3) _。一次应力第六章 化工容器设计技术进展 应力分类法将容器中的应力分为三大类：一次应力；二次应力；峰值应力。(一) 一次应力P(Primary stress) 一次应力P也称根本应力，是平衡压力和其他机械载荷所必需的法向应力或剪应力，可由外载荷的平衡关系求得，一次应力随外载荷的添加而添加。对于理想塑性资料，载荷到达极限形状时即使载荷不再添加，仍会产生不可限制的塑性流动，直至破坏，这就是一次应力的“非自限性特征。p226 (二) 二次应力Q (Secondary stress) 二次应力Q是指由相邻部件的约

44、束或构造的本身约束所引起的法向应力或切应力，根本特征是具有自限性。筒体与端盖的衔接部位存在“相邻部件的约束，厚壁容器内外壁存在温差时就构成“本身约束。二次应力不是由外载荷直接产生的，即不是为平衡外载荷所必需的，而是在受载时在变形协调中产生的。当约束部位发生部分的屈服和小量的塑性流动使变形得到协调，产生这种应力的缘由(变形差)便得到满足与缓和。亦即应力和变形也遭到构造本身的抑制而不开展，这就是自限性。91应力分类法将容器中的应力分为三大类：(1) _； (2) _； (3) _。一次应力第六章 化工容器设计技术进展二次应力 (三)峰值应力F (Peakstress) 峰值应力F是由部分构造不延续

45、和部分热应力的影响而叠加到一次加二次应力之上的应力增量。峰值应力最主要的特点是高度的部分性，因此不引起任何明显的变形。其有害性仅是能够引起疲劳裂纹或脆性断裂。91应力分类法将容器中的应力分为三大类：(1) _； (2) _； (3) _。一次应力第六章 化工容器设计技术进展二次应力峰值应力一次总体薄膜应力Pm92一次应力又可以分为如下三种：(1) _；(2) _(3) _ 一次应力可再分为如下三种：1一次总体薄膜应力Pm(General primary membrane stress) 这是指在容器总体范围内存在的一次薄膜应力，在到达极限形状的塑性流动过程中不会发生重新分布。沿壁厚(截面)均匀

46、分布的法向应力即薄膜应力，或者沿壁厚截面法向应力的平均值。第六章 化工容器设计技术进展 一次总体薄膜应力的实例有：圆筒壳体及任何回转壳体的封头在远离构造不延续部位由压力引起的薄膜应力、厚壁圆筒由内压产生的轴向应力以及周向应力沿壁厚的平均值。92一次应力又可以分为如下三种：(1) _；(2) _(3) _一次总体薄膜应力Pm第六章 化工容器设计技术进展 2一次弯曲应力Pb (Primary bending stress) 由内压或其他机械载荷作用产生的沿壁厚成线性分布的法向应力。例如平板封头远离构造不延续区的中央部位在压力作用下产生的弯曲应力。 一次弯曲应力与一次总体薄膜应力的不同之处仅在于沿壁

47、厚的分布是线性的而不是均布的。对受弯的板，当两个外表的应力到达屈服强度时，内部资料仍处于弹性形状，可以继续承载，此时应力沿壁厚的分布将重新调整。因此这种应力不像总体薄膜应力那样容易使壳体失效，允许有较高的许用应力。对一次弯曲应力可以用极限分析方法作强度校核。一次弯曲应力Pb92一次应力又可以分为如下三种：(1) _；(2) _(3) _一次总体薄膜应力Pm第六章 化工容器设计技术进展 3一次部分薄膜应力PL(Primary local membrane stress) 指由内压或其他机械载荷在构造不延续区产生的薄膜应力(一次的)和构造不延续效应产生的薄膜应力(二次的)的统称，从保守思索将此种应

48、力划为一次部分薄膜应力。 例如圆筒中由压力产生的薄膜应力在远离不延续区的地方称一次总体薄膜应力(Pm)，而在不延续区那么称为一次部分薄膜应力(PL)。又如由总体不延续效应在壳体的边缘区域产生的周向薄膜应力，虽然具有二次应力的性质，但从方便和稳妥思索仍保守地视为一次性质应力。永久性支座或接纳给予壳体的部分力与力矩而产生的薄膜应力也是一次部分薄膜应力。一次弯曲应力Pb一次部分薄膜应力PLp22692一次应力又可以分为如下三种：(1) _；(2) _(3) _一次总体薄膜应力Pm第六章 化工容器设计技术进展一次弯曲应力Pb一次部分薄膜应力PLp226 (二) 二次应力Q(Secondary stre

49、ss) 二次应力Q是指由相邻部件的约束或构造的本身约束所引起的法向应力或切应力，根本特征是具有自限性。93二次应力的特点是具有 _性。自限性第六章 化工容器设计技术进展p226 (三)峰值应力F(Peakstress) 峰值应力F是由部分构造不延续和部分热应力的影响而叠加到一次加二次应力之上的应力增量。峰值应力最主要的特点是高度的部分性，因此不引起任何明显的变形。其有害性仅是能够引起疲劳裂纹或脆性断裂。94峰值应力的特点是_ _具有高度的 _性。叠加到一次加二次应力之上部分性第六章 化工容器设计技术进展的应力增量p227峰值应力F是由部分构造不延续和部分热应力的影响而叠加到一次加二次应力之上的

50、应力增量。p22795峰值应力是不是最大应力？p229第六章 化工容器设计技术进展p22996请指出各部分的应力分类第六章 化工容器设计技术进展 (1)部位A 属远离构造不延续区域，受内压及径向温差载荷。由内压产生的应力分两种情况：当筒体尚属薄壁容器时其应力为一次总体薄膜应力(Pm)；当属厚壁容器时，内外壁应力的平均值为一次总体薄膜应力(Pm) ，而沿壁厚的应力梯度划为二次应力(Q)。线性与非线性间的差值，应分类为峰值应力F。p22996请指出各部分的应力分类第六章 化工容器设计技术进展 (2)部位B 包括Bl,B2及B3几何不延续处，有内压产生的应力，处于不延续区，该应力沿壁厚的平均值划为一

51、次部分薄膜应力(PL)，应力沿壁厚的梯度为二次应力(Q)。总体不延续效应产生的弯曲应力也为二次应力(Q)，不延续效应的周向薄膜应力应偏保守地划为一次部分薄膜应力(PL)。由径向温差产生的温差应力如部位A，作线性化处置后分为二次应力和峰值应力(Q+F)。Bl,B2和B3各部位的应力分类为PL+Q+F)。p22996请指出各部分的应力分类第六章 化工容器设计技术进展 (3)部位C 既有内压在球壳与接纳中产生的应力(PL+Q)；也有球壳与接纳总体不延续效应应力(PL+Q)；还有因径向温差产生的温差应力(Q+F)；再有因小圆角(部分不延续)应力集中产生的峰值应力(F)。总计应为PL+Q+F)。由于部位

52、C未涉及管端的外加弯矩，管子横截面中的一次弯曲应力Pb便不存在。又由于部位C为拐角处，内压引起的薄膜应力不应划分总体薄膜应力Pm，应分类为一次部分薄膜应力PL。97根本许用应力强度的定义是： _。p230资料的短时拉伸性能除以相应的平安系数第六章 化工容器设计技术进展98根本许用应力强度的平安系数： 对常温下最低抗拉强度b为： 对常温下最低抗拉强度y为： 对设计温度下最低抗拉强度yt为： (A) 3.0，1.5，1.5； (B) 2.6，1.5，1.5 (C) 4.0，2.0，2.0； (D) 2.0，1.5，1.5 材 料碳素钢,低合金钢奥氏体不锈钢nb=2.6nb=2.6常温下抗拉强度b常

53、温下屈服强度y 高温下屈服强度ytny=1.5ny=1.5ny=1.5ny=1.5根本许用应力强度极限的平安系数B2.61.51.5第六章 化工容器设计技术进展 一次总体薄膜应力(Pm)在容器内呈总体分布，无自限性，只需一点屈服即意味着整个截面以致总体范围屈服并引起显著的总体变形。因此应与规那么设计一样采用弹性失效设计准那么，即以根本许用应力强度Sm作为一次总体薄膜应力强度的限制条件： PmSm 99请写出各种应力的应力强度限制条件： Pm _ Sm； PL _ Sm； PL + Pb _ Sm； PL + Pb + Q _Sm PL + Pb + Q + F _ Sa；1第六章 化工容器设计

54、技术进展p231 一次部分薄膜应力(PL)，有一次应力成分(总体不延续区内由压力直接引起的薄膜应力)也有二次应力成分(不延续效应引起的周向薄膜应力)。既有部分性，还有二次应力的自限性，不应限制过严，可比Pm放宽。但另一方面部分薄膜应力过大，会使部分资料发生塑性流动，引起部分薄膜应力重新分布，把载荷从构造的高应力区向低应力区转移。假设不加限制将导致过量的塑性变形。ASEM-2以为要满足：PL1.5 Sm99请写出各种应力的应力强度限制条件： Pm _ Sm； PL _ Sm； PL + Pb _ Sm； PL + Pb + Q _Sm PL + Pb + Q + F _ Sa；1第六章 化工容器

55、设计技术进展1.599请写出各种应力的应力强度限制条件： Pm _ Sm； PL _ Sm； PL + Pb _ Sm； PL + Pb + Q _Sm PL + Pb + Q + F _ Sa；1第六章 化工容器设计技术进展p2311.5 除Pm及PL应单独作应力强度校核外，压力容器的二次应力(Q)和峰值应力(F)及一次弯曲应力(Pb)普通不单独存在，而是常与Pm(或PL)组合存在。组合应力完全能够大到使资料部分屈服，即使如此也不一定导致破坏。此时仍按弹性失效设计准那么加以限制必定过于保守，故改用塑性失效等其他设计准那么来导出限制条件。这便是分析设计的主要特点。对组合应力强度的限制条件计有：

56、p23199请写出各种应力的应力强度限制条件： Pm _ Sm； PL _ Sm； PL + Pb _ Sm； PL + Pb + Q _Sm PL + Pb + Q + F _ Sa；1第六章 化工容器设计技术进展1.51.532p234100请简述安定性准那么。 “安定性 Shakedown的含义是，构造在初始阶段少数几个载荷循环中产生一定的塑性变形外，在继续施加的循环外载荷作用下不再发生新的塑性变形，即不会发生塑性疲劳，此时构造处于安定形状。第二次加载卸载循环沿BC线变化，不再发生新的塑性变形，构造表现出新的弹性行为，亦即进入安定形状。第六章 化工容器设计技术进展p234100请简述安定

57、性准那么。 “安定性 Shakedown的含义是，构造在初始阶段少数几个载荷循环中产生一定的塑性变形外，在继续施加的循环外载荷作用下不再发生新的塑性变形，即不会发生塑性疲劳，此时构造处于安定形状。第六章 化工容器设计技术进展第二次加载卸载沿回线变化。反复拉伸屈服和紧缩屈服，引起塑性疲劳，构造呈不安定形状p234100请简述安定性准那么。第六章 化工容器设计技术进展 “安定性 Shakedown的含义是，构造在初始阶段少数几个载荷循环中产生一定的塑性变形外，在继续施加的循环外载荷作用下不再发生新的塑性变形，即不会发生塑性疲劳，此时构造处于安定形状。不出现反向屈服的最大回线，应力应变沿BC线变化，不出现新的塑性变形，表现最大的弹性行为，即到达安定形状。对应的虚拟应力1正好为2y，因此12y为安定的条件压力容器设计复习