《压力容器》word版

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1、2.1一壳体成为回转薄壳轴对称的条件是什么？⑴满足薄壳条件:(t/R)max≤0.1，⑵结构对称：结构的几何形状对称于回转轴，⑶载荷对称：壳体任一横截面上的载荷对称于回转轴，但是沿轴线方向的载荷可以按照任意规律化，⑷边界对称：支承壳体的边界对称于轴线。2.3试分析标准椭圆形封头采用长短轴之比a/b=2的原因？解答：工程上常采用标准椭圆形封头，即a/b=2的原因是其应力的分布特点及加工工艺性：⑴应力绝对值从小到大为：a/b＜2→a/b=2→a/b＞2；⑵加工工艺性从易到难为：a/b＞2→a/b=2→a/b＜2；可以看到，标准椭圆形封头的应力分布及加工工艺性比其它的非标准椭圆形封头综合性好。2.4

2、何谓回转壳的不连续效应？不连续应力有哪些重要特性？答：由于总体结构不连续，组合壳在连接处附近的局部区域出现衰减很快的应力增大现象，称为“不连续效应”或“边缘效应”。由此引起的局部应力称为“不连续应力”或“边缘应力”。不连续应力具有局部性和自限性两种特性。2.15试述有哪些因素影响承受均布外压圆柱壳的临界压力？提高圆柱壳弹性失稳的临界压力，采用高强度材料是否正确，为什么？解答：1.影响承受均布外压圆柱壳临界压力的因素有：⑴材料的性能：E、μ；⑵圆柱壳的几何尺寸：D0、t、L[注意：题意并没有说是长圆筒还是短圆筒，所以要考虑L。]另：非弹性失稳的临界压力，还与材料的屈服点有关。2.提高圆柱壳弹性失

3、稳的临界压力，采用高强度材料是不正确的。因为弹性失稳的临界压力与材料强度无关，故采用高强度材料不能提高圆柱壳弹性失稳的临界压力。另：同类材料的E、μ变化不大，所以采用高强度材料对提高圆筒的稳定性作用也不显著。补充：降低局部应力的措施有哪些？⑴.合理的结构设计：①减少两连接件的刚度差；②尽量采用圆弧过渡：③局部区域补强;④选择合适的开孔方位。⑵.减少附件传递的局部载荷。⑶.尽量减少结构中的缺陷2.7单层厚壁圆筒与温差同时作用时，其综合应力沿壁厚如何分布？筒壁屈服发生在何处？为什么？⑴单层厚壁圆筒与温差同时作用时，其综合应力沿壁厚的分布为：在弹性变形的前提下，为两种应力的叠加。⑵筒壁屈服发生在内外

4、壁处；一般情况为，内加热内壁应力改善，外壁应力恶化，屈服发生在外壁；外加热外壁应力改善，内壁应力恶化，屈服发生在内壁。2.11预应力法提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么？预应力法即自增强处理后，重新加载到工作压力时，筒壁内重建由拉美公式所确定的弹性应力，与残留的预应力叠加后内层的总应力有所下降，外层的总应力有所上升，沿整个筒壁的应力分布就比较均匀，即应力分布得到改善，也提高了屈服承载能力，只要工作压力不超过预压力，在筒内就不会出现塑性变形，在超高压容器中常有应用。2.12承受横向均布载荷的圆形薄板，其力学特征是什么？其承载能力低于薄壁壳体的承载能力的原因是什么？薄圆平板的力学特征为：其承

5、载能力低于薄壁壳体的承载能力的原因是:其承载能力低于薄壁壳体的承载能力。试应用无力矩理论基本方程，求解圆柱壳中的应力（壳体承受气体内压p，壳体中面半径为R、厚度为t）。若壳体材料由Q245R(Rm＝400MPa，ReL＝245MPa)改为Q345R(Rm＝510MPa,ReL＝345MPa)时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？解：对于中面半径为R的圆柱壳，第一曲率半径R1=∞,第二曲率半径R2=R,代入Laplace方程，可得周向应力据区域平衡方程,可得经向应力由两式知,壳体材料改变后，圆柱壳体中的应力没有变化。圆柱壳体在外载荷作用下所产生的周向应力和环向应力均与壳体材料力学性能无关。对一标准

6、椭圆形封头（如图）进行应力测试。该封头中面处的长轴D＝1000mm，厚度t＝10mm，测得E点（x＝0）处的周向应力为50MPa。此时，压力表A指示数为1MPa，压力表B的指示数为2MPa，试问哪一个压力表已失灵，为什么？解：∵标准椭圆形封头壳体顶点即E点的周向应力为50Mpat/R=10/500=0.02＜0.1，为薄壳。∴σθE＝pa/t=50【P34】其中：a＝D/2=500mm,t=10mm解得：p＝1Mpa，结论：压力表B失灵了。两个直径、厚度和材质相同的圆筒，承受相同的周向均布外压，其中一个为长圆筒，另一个为短圆筒，试问它们的临界压力是否相同，为什么？在失稳前，圆筒中周向压应力是否

7、相同，为什么？随着所承受的周向均布外压力不断增加，两个圆筒先后失稳时，圆筒中的周向压应力是否相同，为什么？答：⑴临界压力Pcr不相同，是因为Pcr短＞Pcr长；⑵在失稳前，圆筒中周向压应力是相同的；是因为在失稳前，承受相同的周向均布外压；⑶随着所承受的周向均布外压力不断增加，两个圆筒先后失稳时，圆筒中的周向压应力不相同；是因为Pcr短＞Pcr长；从而σcr短＞σcr长。有一圆筒，其内径为1000m