【正文】 筒拐點(diǎn)處），長(zhǎng)度等于臨界長(zhǎng)度，發(fā)生失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù)為n≥2。AL/DoDo /SeBA圖521（2）如果將圓筒改為鋁合金制造（σs=108MPa，E=），它的許用外壓力有何變化？變化的幅度大概是多少？（用比值[P]鋁/[P]銅=？表示）【解】（1）A—長(zhǎng)圓筒，L/D0值較大，臨界壓力Pcr僅與Se/D0有關(guān)，而與L/D0無(wú)關(guān)，失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù)n=2。C。試回答：（1）A，B，C三個(gè)圓筒各屬于哪一類圓筒？它們失穩(wěn)時(shí)的波形數(shù)n等于（或大于）幾？e) 外壓圓筒上設(shè)置加強(qiáng)圈后，對(duì)靠近加強(qiáng)圈的兩側(cè)部分長(zhǎng)度的筒體也起到加強(qiáng)作用，該部分長(zhǎng)度的范圍為（）。d) 外壓圓筒的加強(qiáng)圈，其作用是將（長(zhǎng)）圓筒轉(zhuǎn)化成為（短）圓筒，以提高臨界失穩(wěn)壓力，減薄筒體壁厚。b) 直徑與壁厚分別為D，S的薄壁圓筒殼，承受均勻側(cè)向外壓p作用時(shí)，其環(huán)向應(yīng)力σθ=（PD/2S），經(jīng)向應(yīng)力σm（PD/4S），它們均是（壓）應(yīng)力，且與圓筒的長(zhǎng)度L（無(wú)）關(guān)。 （ X ）5． 外壓容器采用的加強(qiáng)圈愈多，殼壁所需厚度就愈薄，則容器的總重量就愈輕。 （ X ）3． 設(shè)計(jì)某一鋼制外壓短圓筒時(shí)，發(fā)現(xiàn)采用20g鋼板算得的臨界壓力比設(shè)計(jì)要求低10%，后改用屈服點(diǎn)比20g高35%的16MnR鋼板，即可滿足設(shè)計(jì)要求?！痘ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》習(xí)題解答 第五章 外壓圓筒與封頭的設(shè)計(jì)二、 判斷是非題（對(duì)者畫(huà)√， 錯(cuò)者畫(huà)X）1． 假定外壓長(zhǎng)圓筒和短圓筒的材質(zhì)絕對(duì)理想，制造的精度絕對(duì)保證，則在任何大的外壓下也不會(huì)發(fā)生彈性失穩(wěn)。 t=40℃?！窘狻浚?）確定參數(shù)：Di=1400mm。已知內(nèi)徑Di=1400mm,計(jì)算壓力pc=,設(shè)計(jì)溫度為40℃,材質(zhì)為15MnVR,100%探傷。 tw=℃?！窘狻浚?）確定參數(shù)：Di =1600mm。 pw=?！窘狻浚?）確定參數(shù)：Di =1600mm。 [σ]t =147MPa.Se = Sn C=20mm. （2）最大工作壓力：球形容器. 某化工廠反應(yīng)釜,內(nèi)徑為1600mm,工作溫度為5℃~105℃,釜體材料選用0Cr18Ni9Ti。 φ=。 C=2mm（題中給定）.（2）最大工作應(yīng)力： 某球形內(nèi)壓薄壁容器,內(nèi)徑為Di=10m,厚度為Sn=22mm,若令焊接接頭系數(shù)φ=,厚度附加量為C=2mm,[σ]t=147MPa.【解】（1）確定參數(shù)：Di =10m。 Sn =22mm。 pc= =（裝有安全閥）。對(duì)于高合金鋼制容器,其最小壁厚Smin=( 2 )mm.8. 對(duì)碳鋼,16MnR,15MnNbR和正火的15MnVR鋼板制容器,液壓試驗(yàn)時(shí),液體溫度不得低于( 5 ) ℃,其他低合金鋼制容器(不包括低溫容器),液壓試驗(yàn)時(shí),液體溫度不得低于( 15 ) ℃.三、 判斷是非題(是者畫(huà)√。若周邊簡(jiǎn)支,最大應(yīng)力是( 徑向 )和( 切向 )彎曲應(yīng)力,且最大應(yīng)力在圓平板的( 中心 )處.6. 凹面受壓的橢圓形封頭,其有效厚度Se不論理論計(jì)算值怎樣小,當(dāng)K≤1時(shí),其值應(yīng)小于封頭內(nèi)直徑的( )%。水壓試驗(yàn)壓力pT=( )MPa.4. 標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭之球面部分內(nèi)徑Ri=( )Di。夾套的水壓試驗(yàn)壓力pT=( )MPa.3. 有一立式容器,下部裝有10m深,密度為ρ=1200kg/m3的液體介質(zhì),工作溫度≤100℃,試確定該容器的設(shè)計(jì)壓力p=( )MPa。水壓試驗(yàn)壓力pT=( )MPa.2. 有一帶夾套的反應(yīng)釜,釜內(nèi)為真空,工作溫度200℃,試確定:(1)釜體的計(jì)算壓力(外壓)pc=( )MPa?！窘狻?1) 圓筒 P=3Mpa D=2030mm S=30mm 屬薄壁容器最大工作應(yīng)力：（2）橢球： ① 在x=0，y=b,（頂點(diǎn)處）有最大值② ，在x=0,y=b處（頂點(diǎn)處） 在x=a,y=0點(diǎn)（邊緣處） ③ ，在x=0,y=b處（頂點(diǎn)處）在x=a,y=0點(diǎn)（邊緣處） 《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》習(xí)題解答 第四章 內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 二、 填空題A組：1. 有一容器,無(wú)液體靜壓作用,工作溫度≤150℃且裝有安全閥,試確定該容器的設(shè)計(jì)壓力p=( )Mpa?！窘狻?P= D=816mm S=16mm 屬薄壁容器2. 有一平均直徑為10020 mm的球形容器，厚度為20 mm，試求該球形容器壁內(nèi)的工作壓力是多少。B點(diǎn)處坐標(biāo)x=600mm。2. 圓錐殼上之A點(diǎn)和B點(diǎn)，已知：p=，D=1010mm，S=10mm，a=30o。（）八、 指出和計(jì)算下列回轉(zhuǎn)殼體上諸點(diǎn)的第一和第二曲率半徑A組： 球殼上任一點(diǎn) 圓錐殼上之M點(diǎn) 碟形殼上之連接點(diǎn)A與BA 點(diǎn)： 在球殼上：在弧面上：B 點(diǎn)： 在弧面上：在圓柱殼上：B組：1. 圓柱殼上任一點(diǎn)2. 圓錐殼與柱殼的連接點(diǎn)A及錐頂點(diǎn)B九、 計(jì)算下列各種承受氣體均勻內(nèi)壓作用的薄壁回轉(zhuǎn)殼體上諸點(diǎn)的薄膜應(yīng)力。（）4. 橢球殼的長(zhǎng)，短軸之比a/b越小，其形狀越接近球殼，其應(yīng)力分布也就越趨于均勻。（√）2. 由于圓錐形容器錐頂部分應(yīng)力最小，所以開(kāi)空宜在錐頂部分。（）5. 按無(wú)力矩理論求得的應(yīng)力稱為薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力是沿壁厚均勻分布的。（）3. 薄壁回轉(zhuǎn)殼體中任一點(diǎn)，只要該點(diǎn)的兩個(gè)曲率半徑，則該點(diǎn)的兩向應(yīng)力。 （）（6） 橫截面為圓的錐形殼。 （）（4） 橫截面為圓的橢球殼。（）（2） 橫截面為圓的軸對(duì)稱柱殼。 ⒐邊緣應(yīng)力的自限性：當(dāng)邊緣處的局部材料發(fā)生屈服進(jìn)入塑性變形階段時(shí)，彈性約束開(kāi)始緩解，原來(lái)不同的薄膜變形便趨于協(xié)調(diào)，邊緣應(yīng)力就自動(dòng)限制。 ⒎區(qū)域平衡方程式：計(jì)算回轉(zhuǎn)殼體在任意緯線上徑向應(yīng)力的公式。 ⒌第一曲率半徑：中間面上任一點(diǎn)M處經(jīng)線的曲率半徑。 ⒊經(jīng)線：若通過(guò)回轉(zhuǎn)軸作一縱截面與殼體曲面相交所得的交線。 ⒉回轉(zhuǎn)殼體：殼體的中間面是直線或平面曲線繞其同平面內(nèi)的固定軸線旋轉(zhuǎn)360176?！窘狻?P= D=10020mm S=20mm 屬薄壁容器3. 有一承受氣體內(nèi)壓的圓筒形容器，兩端封頭均為橢圓形封頭，已知：圓筒平均直徑為2030 mm，筒體與封頭厚度均為30 mm，工作壓力為3Mpa，試求； ⑴圓筒壁內(nèi)的最大工作壓力； ⑵若封頭橢圓長(zhǎng)，短半軸之比分別為，2，計(jì)算封頭上薄膜應(yīng)力的的最大值并確定其所在的位置。 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭五、 工程應(yīng)用題1. 某廠生產(chǎn)的鍋爐汽包，汽包圓筒的平均直徑為816 mm，壁厚為16 mm，試求汽包圓筒壁被的薄膜應(yīng)力。3. 橢球殼上之A，B，C點(diǎn)，已知：p=1Mpa，a=1010mm，b=505mm，S=20mm。A組：1. 球殼上任一點(diǎn)，已知：p=2Mpa，D=1008mm，S=8mm。（√）5. 因?yàn)閺氖芰Ψ治鼋嵌葋?lái)說(shuō)，半球形封頭最好，所以不論在任何情況下，都必須首先考慮采用半球形封頭。（√）3. 凡薄壁殼體，只要其幾何形狀和所受載荷對(duì)稱于旋轉(zhuǎn)軸，則殼體上任何一點(diǎn)用薄膜理論應(yīng)力公式求解的應(yīng)力都是真實(shí)的。（√）B組：1. 臥式圓筒形容器，其內(nèi)介質(zhì)壓力，只充滿液體，因?yàn)閳A筒內(nèi)液體靜載荷不是沿軸線對(duì)稱分布的，所以不能用薄膜理論應(yīng)力公式求解。 （√）4. 因?yàn)閮?nèi)壓薄壁圓筒的兩向應(yīng)力與壁厚成反比，當(dāng)材質(zhì)與介質(zhì)壓力一定時(shí)，則壁厚大的容器，壁內(nèi)的應(yīng)力總是小于壁厚小的容器。 （√）2. 在承受內(nèi)壓的圓筒形容器上開(kāi)橢圓孔，應(yīng)使橢圓的長(zhǎng)軸與筒體軸線平行。 （√）（5） 橫截面為半圓的柱殼。（√）（3） 橫截面為橢圓的柱殼。二、 判斷題（對(duì)者畫(huà)√，錯(cuò)著畫(huà)╳）A組：1. 下列直立薄壁容器，受均勻氣體內(nèi)壓力作用，哪些能用薄膜理論求解壁內(nèi)應(yīng)力？哪些不能？（1） 橫截面為正六角形的柱殼。 ⒏邊緣應(yīng)力：內(nèi)壓圓筒壁上的彎曲應(yīng)力及連接邊緣區(qū)的變形與應(yīng)力。 ⒍小位移假設(shè)：殼體受力以后，各點(diǎn)位移都遠(yuǎn)小于壁厚。 ⒋薄膜理論：薄膜應(yīng)力是只有拉壓正應(yīng)力沒(méi)有彎曲正應(yīng)力的一種兩向應(yīng)力狀態(tài)，也稱為無(wú)力矩理論。而成的殼體。查手冊(cè)找出下列無(wú)封鋼管的公稱直徑DN是多少毫米？規(guī)格Φ143Φ253Φ45Φ57Φ1084DN（mm）10204050100壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)中公稱壓力PN有哪些等級(jí)？PN（Mpa）管法蘭標(biāo)準(zhǔn)中公稱壓力PN有哪些等級(jí)？PN（Mpa）《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》習(xí)題解答 第三章 內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析一、 名詞解釋A組： ⒈薄壁容器：。C——二、 指出下列容器屬于一、二、三類容器的哪一類A組：序號(hào)容器（設(shè)備）及條件類別1Φ1500，設(shè)計(jì)壓力為10Mpa的管殼式余熱鍋爐三2，容積為1m3的氯化氫氣體貯罐三3Φ2000，容積為20 m3的液氨貯罐三4壓力為10Mpa，容積為800立升的乙烯貯罐三5三B組：序號(hào)容器（設(shè)備）及條件類別1壓力為4Mpa的毒性程度為極度危害介質(zhì)的容器三2Φ800，介質(zhì)為非易燃和無(wú)毒的管殼式余熱鍋爐二3用抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限為=620Mpa材料制造的容器三4三5汽車(chē)罐車(chē)和鐵路罐車(chē)三三、 填空題鋼板卷制的筒體和成型封頭的公稱直徑是指它們的（ 內(nèi)）徑。C至－40186。C低壓容器≤P＜中溫容器壁溫在常溫和高溫之間中壓容器≤P＜10高溫容器壁溫達(dá)到材料蠕變溫度高壓容器10≤P＜100低溫容器壁溫低于－20186。C）壓力分級(jí)壓力范圍(Mpa)常溫容器－20186。R+銅襯里溶解乙炔氣瓶蒸壓釜水蒸汽≤20015Q235A，0Cr19Ni10，20，16MnR，18MnMoNbR，07MnCrMoVR18MnMoNbR高溫高壓廢熱鍋爐的高溫氣側(cè)殼體內(nèi)襯轉(zhuǎn)化氣（H2,CO2,N2,CO,H2O,CH4,Ar）890~100018MnMoNbR，0Cr13，Q235AF ，18MnMoNbR，15MnVR, 13MnNiMoNbR18MnMoNbR或13MnNiMoNbR氯化氫吸收塔氯化氫氣體，鹽酸，水80~120Q235AMo:～%。Mo:～%—0Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體不銹鋼%Cr:18%。Ti:%—00Cr19Ni10奧氏體不銹鋼