過程設(shè)備設(shè)計(jì)第三(鄭津洋)課后習(xí)題答案-展示頁
2025-06-16 23:09本頁面
【正文】 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)在赤道上有較大壓應(yīng)力時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)失效。答：周邊固支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的大小為： 周邊簡支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的大小為： 應(yīng)力分布：周邊簡支的最大應(yīng)力在板中心；周邊固支的最大應(yīng)力在板周邊。同樣的情況下，按薄板和薄殼的定義，而薄板承受的壓力p就遠(yuǎn)小于薄殼承受的壓力p了。5. 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：承受垂直于薄板中面的軸對稱載荷；板彎曲時(shí)其中面保持中性；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；平行于中面的各層材料互不擠壓。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。4. 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)。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。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。因內(nèi)壁周向應(yīng)力σθ有最大值，其值為：，隨K值增加，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。除σz外，其他應(yīng)力沿厚度的不均勻程度與徑比K值有關(guān)。在數(shù)值上有如下規(guī)律：內(nèi)壁周向應(yīng)力σθ有最大值，其值為：，而在外壁處減至最小，其值為，內(nèi)外壁σθ之差為pi；徑向應(yīng)力內(nèi)壁處為pi，隨著r增加，徑向應(yīng)力絕對值逐漸減小，在外壁處σr=0。反映邊緣效應(yīng)影響范圍的大小。該值越大，邊緣效應(yīng)影響范圍越小。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)力的自限性。不連續(xù)應(yīng)力有兩個(gè)特征：局部性和自限性。安全附件的作用：保證壓力容器的使用安全和測量、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。開孔接管的作用：滿足工藝要求和檢修需要。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。過程設(shè)備設(shè)計(jì)題解思考題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：用以儲存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的主要壓力空間。密封裝置的作用：保證承壓容器不泄漏。支座的作用：支承并把壓力容器固定在基礎(chǔ)上。思考題1. 何謂回轉(zhuǎn)殼的不連續(xù)效應(yīng)？不連續(xù)應(yīng)力有哪些特征，其中β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)”。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 的函數(shù)隨著距連接處距離的增大，很快衰減至0。β的物理意義：反映了材料性能和殼體幾何尺寸對邊緣效應(yīng)影響范圍。的物理意義：該值與邊緣效應(yīng)影響范圍的大小成正比。2. 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：周向應(yīng)力σθ及軸向應(yīng)力σz均為拉應(yīng)力（正值），徑向應(yīng)力σr為壓應(yīng)力（負(fù)值）。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。不能用增加壁厚來提高承載能力。3. 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：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)力沿壁厚分布情況題圖。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)
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