過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)第三(鄭津洋)課后習(xí)題答案-在線瀏覽
2025-07-25 23:09本頁(yè)面
【正文】 力值??；徑向應(yīng)力的最大值在內(nèi)壁，是壓應(yīng)力。是因?yàn)樵谏鲜鰞煞N情況下的應(yīng)力值最大。當(dāng)圓筒承受工作壓力時(shí)，筒壁內(nèi)的應(yīng)力分布按拉美公式確定的彈性應(yīng)力和殘余應(yīng)力疊加而成。從而提高圓筒的初始屈服壓力，更好地利用材料。其承載能力低于薄壁殼體的承載能力的原因是：薄板內(nèi)的應(yīng)力分布是線性的彎曲應(yīng)力，最大應(yīng)力出現(xiàn)有板面，其值與成正比；而薄壁殼體內(nèi)的應(yīng)力分布是均勻分布，其值與成正比。6. 試比較承受均布載荷作用的圓形薄板，在周邊簡(jiǎn)支和固支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的大小和位置。兩者的最大撓度位置均在圓形薄板的中心。8. 試述有哪些因素影響承受均布外壓圓柱殼的臨界壓力？提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力，采用高強(qiáng)度材料是否正確，為什么？答：影響承受均布外壓圓柱殼的臨界壓力的因素有：殼體材料的彈性模量與泊松比、長(zhǎng)度、直徑、壁厚、圓柱殼的不圓度、局部區(qū)域的折皺、鼓脹或凹陷。但高強(qiáng)度材料的彈性模量比低強(qiáng)度材料的彈性模量還量要高一些，不計(jì)成本的話，是可以提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力的。若殼體材料由20R（）改為16MnR（）時(shí)，圓柱殼中的應(yīng)力如何變化？為什么？解：求解圓柱殼中的應(yīng)力應(yīng)力分量表示的微體和區(qū)域平衡方程式： 圓筒殼體：R1=∞，R2=R，pz=p，rk=R，φ=π/2殼體材料由20R改為16MnR，圓柱殼中的應(yīng)力不變化。2. 對(duì)一標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭（如圖所示）進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試。此時(shí)，壓力表A指示數(shù)為1MPa，壓力表B的指示數(shù)為2MPa，試問(wèn)哪一個(gè)壓力表已失靈，為什么？解：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的應(yīng)力計(jì)算式計(jì)算E的內(nèi)壓力：標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的長(zhǎng)軸與短軸半徑之比為2，即a/b=2，a=D/2=500mm。3. 有一球罐（如圖所示），其內(nèi)徑為20m（可視為中面直徑），厚度為20mm。設(shè)氣態(tài)氨的壓力p=，液氨密度為640kg/m3，球罐沿平行圓AA支承，其對(duì)應(yīng)中心角為120176。解：球殼的氣態(tài)氨部分殼體內(nèi)應(yīng)力分布：R1=R2=R，pz=phφ0支承以上部分，任一φ角處的應(yīng)力：R1=R2=R，pz=[p+ ρg R（cosφ0cosφ）]，r=Rsinφ，dr=Rcosφdφ由區(qū)域平衡方程和拉普拉斯方程：支承以下部分，任一φ角處的應(yīng)力 (φ120176。已知圓筒形容器中面半徑R，厚度t；錐形底的半錐角α，厚度t，內(nèi)裝有密度為ρ的液體，液面高度為H，液面上承受氣體壓力pc。2. 壓力容器選材應(yīng)考慮哪些因素？答：應(yīng)綜合考慮壓力容器的使用條件、零件的功能和制造工藝、材料性能、材料使用經(jīng)驗(yàn)、材料價(jià)格和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則將容器總體部位的初始屈服視為失效，以危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到許用應(yīng)力為依據(jù)；塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以整個(gè)危險(xiǎn)面屈服作為失效狀態(tài)；爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以容器爆破作為失效狀態(tài)；彈塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則認(rèn)為只要載荷變化范圍達(dá)到安定載荷，容器就失效；疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以在載荷反復(fù)作用下，微裂紋于滑移帶或晶界處形成，并不斷擴(kuò)展，形成宏觀疲勞裂紋并貫穿容器厚度，從而導(dǎo)致容器發(fā)生失效；蠕變失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以在高溫下壓力容器產(chǎn)生蠕變脆化、應(yīng)力松馳、蠕變變形和蠕變斷裂為失效形式；脆性斷裂失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以壓力容器的裂紋擴(kuò)展斷裂為失效形式；剛度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以構(gòu)件的彈性位移和轉(zhuǎn)角超過(guò)規(guī)定值為失效；穩(wěn)定失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以外壓容器失穩(wěn)破壞為失效形式；泄漏失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以密封裝置的介質(zhì)泄漏率超過(guò)許用的泄漏率為失效。液化氣體儲(chǔ)存壓力容器的設(shè)計(jì)壓力，根據(jù)大氣環(huán)境溫度，考慮容器外壁有否保冷設(shè)施，根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定。因?yàn)樵O(shè)計(jì)厚度是計(jì)算厚度加腐蝕裕量，計(jì)算厚度可以滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求，再加上腐蝕裕量可以滿足壽命的要求。4. 影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有哪些？答：影響材料設(shè)計(jì)系數(shù)的主要因素有：應(yīng)力計(jì)算的準(zhǔn)確性、材料性能的均勻必、載荷的確切程度、制造工藝和使用管理的先進(jìn)性以及檢驗(yàn)水平等因素。6. 薄壁圓筒和厚壁圓筒如何劃分？其強(qiáng)度設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是什么？有何區(qū)別？答：當(dāng)滿足δ/D≤≤，否則屬厚壁圓筒。彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是以危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到許用應(yīng)力為依據(jù)的。對(duì)于各處應(yīng)力相等的構(gòu)件，如內(nèi)壓薄壁圓筒，這種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是正確的。在這種情況下，彈性失效(一點(diǎn)強(qiáng)度)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則就顯得有些保守。當(dāng)K=。因?yàn)橐簤涸囼?yàn)（pT=）時(shí)，
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