过程设备设计 第二版 (郑津洋 著) 化学工业出版社 课后答案

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1、计算题2.1无力矩方程应力试用无力矩理论的基本方程，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，壳体厚度为t）。若壳体材料由20R[σ(b)=400Mpa,σ(s)=245MPa]改为16MnR[σ(b)=510MPa,σ(s)=345MPa]时，圆柱壳中的应力如何变化？为什么？2.3短圆筒临界压力1、三个几何尺寸相同的承受周向外压的短圆筒，其材料分别为（220MPa，y55E210MPa,0.3）、铝合金（y110MPa,E0.710MPa,0.3）和铜5（y100MPa,

2、E1.110MPa,0.31），试问哪一个圆筒的临界压力最大，为什么？2.4临界压力爆破压力有一圆筒，其内径为1000mm，壁厚为10mm，长度为20m，材料为520R(b400MPa,y245MPa,E210MPa,0.3)。①在承受周向外压时，求其临界压力p。②在承受内压力时，求其爆破压力p，并比较其结果。crb2.5临界压力有一圆筒，其内径为1000mm，壁厚为10mm，长度为20m，材料为520R(b400MPa,y245MPa,E210MPa,0.3)。①在承受周向外

3、压时，求其临界压力p。②在承受内压力时，求其爆破压力p，并比较其结果。crb2.6无力矩理论应力对一标准椭圆形封头（如图所示）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？2.7封头，厚度试推导薄壁半球形封头厚度计算公式2.8无力矩理论应力有一锥形底的圆筒形密闭容器，如图2－54所示，试用无力矩理论求出锥形壳中的最大薄膜应力与的值及相应位置。已知圆筒形容器中

4、面半径R，厚度t；锥形底的半锥角，厚度t，内装有密度为的液体，液面高度为H，液面上承受气体压力PC2.9无力矩理论应力一单层厚壁圆筒，承受内压力p＝36MPa时，测得（用千分表）筒壁外表面的径向位移wio5＝0.365mm，圆筒外直径D=980mm，E=210MPa，＝0.3。试求圆筒内外壁面应力值。o2.10无力矩理论应力2有一容器端盖是由经线yx/a所形成的回转薄壳，如图所示，其中气体的压力为1Mpa，筒体直径为1600mm，盖及筒体的厚度为12mm，试用无力矩理论计算A、B两点的压力。3/22

5、1y'（参考公式：曲线第一曲率半径R）1''y2.11圆板有一周边固支的圆板，半径R=500mm，板厚t=38mm，板面上承受横向均布载荷P=3MPa，试求板的最大挠度和应力（取板材的E=2*e5MPa，泊松比0.3）。上题中的圆平板周边改为简支，试计算其最大挠度和应力，并将计算结果与上题作一分析比较2.12圆板圆形塔板一穿流式泡沫塔其内径为1500mm，塔板上最大液层为800mm（液体重为4321051.510N/m），塔板厚度为6mm，材料为低碳钢（EMPa，0.3）。周边支承可视为

6、简支，试求塔板中心处的挠度；若挠度必须控制在3mm以下，试问塔板的厚度应增加多少？2.13环板如图中所示，外周边简支，已知b所示内周边受均布力矩的环板与c所示内周边受均布力环板的解，求a所示内周边固支环板的解。Fa.R1Rb.M1M1Fc.R1R附图2.14薄壳如图所示储满液体的锥壳，液体密度为，试写出应力表达式。RtHrαx2.15强度理论下图为一圆筒在内压作用时，压力与容积变化量的关系图。看图回答下列问题并推导相关公式：（1）OA段为直线，为什么？（2）A、C、D点对应的压力分别称为什么？（3）AC段为弹塑性变

7、形阶段，CD段为爆破阶段，试分析曲线具有上图形状的原因。（4）试推导出基于Tresca屈服失效判据（又称为最大切应力屈服失效判据或第三强度理论）的P与R的关系（P为筒体所受内压，R为弹性区与塑性区分界面半径），假设材料为理iCiC想弹塑性材料，屈服点为．并用所推导的公式写出P（图中A点压力）表达式。sS2.16容器有一压力容器，一端为球形封头，另一端为椭圆形封头，如图所示。已知圆筒的平均直径为D2000mm，封头和筒体壁厚均为20mm，最高工作压力p2MPa，试确定：（1）筒身经向应力和环向应力；（2）

8、球形封头的和（3）椭圆形封头ab/值分别为2、2、3时，封头的最大应力所在位置。试画出应力分布图。42221/2pa[xa(b]参考公式：2tb42221/24pa[xa(b]a[2]42222tbaxa(b)2.17无力矩理论应力计算容器如图所示，圆筒中面半径为R，壁厚为t，圆锥与圆筒的壁厚相等，半锥顶角为α