45. 金属垫片材料一般并不要求强度高,为要求其软韧,金属垫片主要用于中高温和中高压
的法兰联接密封。
46. 法兰连接中,预紧密封比压大,则工作时可有较大的工作密封比压,有利于保证密封。
所以预密封比压越大越好。
47. 正压操作的盛装气体(在设计温度下不冷凝)的圆筒形处贮罐,采用双鞍式支座支承时,可以不必验算其轴向的拉应力。 四、 选择
1. 平面一般力系简化结果可能是( )。
①合力不为零, 合力偶矩为零。②合力为零, 合力偶矩不为零。 ③合力为零, 合力偶矩也为零。④合力不为零, 合力偶矩也不为零。
2. 能通过金属材料简单拉伸试验可得到材料的机械性能指标有( )。 ①E ②Ψ ③ δ ④σs ⑤σb ⑥Ak
3. 能用于制造压力容器的下列钢号的板材有( )。 ①0Cr18Ni9Ti ②20R ③ Q235-B ④45 ⑤16MnR
4. 承受气体内压的标准椭圆形封头的最大应力发生在( )。 ①顶点 ②赤道 ③ 中部 ④不确定 5. 压力容器的设计温度是指( )。 ①介质温度 ②环境温度 ③ 壁温
6. 提高外压容器的抗失稳能力的途径有( )。
① 选用高强度的钢材 ②增加容器的相对壁厚 ③配制加强圈 7. 管法兰的公称直径指的是( )。
①管子的内径 ②管子的外径 ③ 管子的中径 ④管子的公称直径 8. 容器在正常操作情况下的最大工作压力是指( )。 ① 容器顶部可能出现的最高工作压力 ② 容器底部的压力加上液柱静压 ③ 容器底部可能出现的最大工作压力
9. 为卧式容器配制鞍式支座时,若封头切线与鞍座中心线的距离为A,封头切线之间的距
离为L,容器的外径为D0,那么A应满足的条件为( )。 ①A≤0.2L ②A≤0.25L ③A ≤0.25D0 ④A≤0.5D0 10. 浮头式换热器,
a.完全消除温差应力 b. 部分消除温差应力 c. 不能消除温差应力
11. 一台外压容器直径 1200mm,圆筒壳长2000mm,两端为半球形封头,其外压计算长度
为
a.2000mm b.2400mm c.2600mm
12. 一个薄壁外压圆筒,按我国容器设计规定进行校核,得知其允许工作外压为2MPa,则
该容器的临界压力Pcr为:
a.Pcr=2MPa b.Pcr=4MPa c.Pcr=6MPa 13. 有效厚度一定不小于
a.名义厚度 b.计算厚度 c.设计厚度 14. 压力容器元件的金属温度是指该元件的金属的
a.表面温度的较高者 b.内外表面温度的平均值 c.截面温度的平均值 15.
对于铁基合金,其屈服点随着温度的升高而( )
a.升高 b.不变 c. 降低 16.
外压圆筒的计算长度:指的是两相邻刚性构件之间的( )距离。
a.最大 b.最小 c. 平均 17. 设计压力为10MPa的压力容器属于
a.低压容器 b.中压容器 c.高压容器 五、问答
1、画出低碳钢和铸铁的拉伸和压缩应力—应变示意图,简要说明两种材料的的性能差别。(8分)
低碳钢拉伸和压缩时的应力—应变图 铸铁拉伸应力—应变图 铸铁压缩应力—应变图
低碳钢拉伸和压缩时的比例阶段和屈服阶段重合,表明此时拉伸和压缩的材料性能一致。低碳钢压缩时不发生断裂破坏,无强度极限。
铸铁拉伸和压缩时,最终都发生断裂破坏,且塑性变形小,没有屈服阶段,铸铁的拉伸和压缩的应力—应变曲线的变化趋势一致,但拉伸时的强度极限远小于压缩时的强度极限,表明铸铁材料适用于受压缩的状况,而较少用于受拉伸状态。
2、下列钢号各代表何种钢,符号中的字母和数字各有什么意义?(8分) 指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量 A组
钢号 Q235-A·F Q235-A 20g 种类 普通碳素钢 普通碳素钢 优质碳素结构钢 含碳量% — — 0.2% 合金元素含量(%) — — — 符号意义 F:沸腾钢 Q:钢材屈服点 A:甲类钢 g:锅炉钢 16Mn R 20MnMo 16MnDR 14Cr1Mo 0Cr13 1Cr18Ni9Ti 00Cr19Ni10 普通低合金钢 普通低合金钢 普通低合金钢 普通低合金钢 铬不锈钢 奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢 0.16% 0.2% 0.16% 0.14% <0.08% 0.1% <0.03% <1.5% MnMo<1.5% Mn:<1.5% Cr:0.9-1.3%;Mo:<1.5% Cr:13% Cr:18%;Ni:9%;Ti:<1.5% Cr:19%;Ni:10% R:容器钢 — D:低温钢 — — — — Q215-B.F 代表 普通碳素钢(钢种),其中Q为 屈服强度的头一个拼音字母,215为屈服强度值,B表示质量等级,F表示沸腾钢。
20A代表高级优质碳素钢,20为含碳量0.2%。
15MnVDR 代表普通低合金钢,含碳量0.15%左右,含Mn小于1.5%,含V小于1.5%,D表示低温用钢,R代表容器用钢
3、写出拉压杆的强度计算公式,根据其强度条件,可以解决哪三类强度计算问题? 拉压杆的强度条件 根据强度条件,可以解决三类强度计算问题 1)、强度校核: ???max
SA???SA?2)、设计截面
???S?A??? 3)、确定许可载荷 4、压力容器设计的参数有哪些?
压力容器设计的参数: 设计压力p、设计温度t、公称直径DN、 设计温度下的许用应力 、焊接接头系数φ 5、提 高 梁的强度的主要措施有哪些?
Mmax?max?
WZ 合理布置载荷
增 大 WZ : 合理设计截面 合理放置截面
6、封头的选择应考虑的哪些因素?
1).几何方面——内表面积、容积。 2).力学方面——承载能力。
降低 M max : 合理安排支座
3).使用方面——满足工艺要求。 4).制造方面——难易程度,标准化程度。 5).材料消耗——金属耗量及其价格。
7、按承压(表压)高低压力容器分为哪几类?各自的压力范围是怎样的?
低压容器(L) … 0.1 ≤P<1.6 M Pa 中压容器 (M) … 1.6 ≤ P<10 M Pa 高压容器 (H) … 10 ≤ P<100 M Pa
超高压容器(U) P≥100 M Pa
8、什么叫外压圆筒的临界压力?影响临界压力的因素有哪些?
①导致筒体失稳时的最小压力称为该筒体的临界压力。……………… ②影响临界压力的因素:………………………………………………… 1)筒体几何尺寸的影响; 2)筒体材料性能的影响;
3)筒体椭圆度和材料不均匀性的影响。
9、加强圈和补强圈的作用有什么不同?
加强圈用来缩短外压容器的计算长度,提高外压容器的抗失稳能力,而补强圈用来 进行开孔扑强,降低开孔接管处的应力集中系数。
10、标准椭圆形封头在承受内压时规定其δe≥0.15%Di,为什么?
标准椭圆形封头在承受内压时,在赤道处产生环向压缩薄膜应力,如封头的厚度过薄,封头在赤道处可能被压出褶皱,发生失稳。为避免失稳现象发生,规定其δe≥0.15%Di。 11、写出无力矩理论的两个方程,并说明式中字母的含义及两个方程的应用条件。 4分
区域平衡方程:
微体平衡方程式: ?m??p?R1R2?
环向应力,M Pa
??—经向应力,M Pa
??—
R—壳体中曲面在所求应力点的第一曲率半径,mm; R—壳体中曲面在所求应力点的第二曲率半径,mm;
δ—厚度,mm; P—气体压力, M Pa
适用条件: 1.材料是均匀的,各向同性的:厚度无突变,材料物理性能相同; 2.轴对称——几何轴对称,材料轴对称,载荷轴对称,支撑轴对称; 3.连 续——几何连续,载荷(支撑)分布连续, 材料连续。
4.壳体边界力在壳体曲面的切平面内: 无横向剪力和弯 距作用,自由支撑等; 5. δ/DI ≤0.1 (薄壁容器)
12简述外压容器的设计过程。
?e? ?n ?,求出CL/Do和 Do/?e1)假设 ?,令 n(2)查A系数:根据曲线图 在横坐标上读得系数A
?LD0???f??D,????0e?t
(3)由材料选用相应B-A曲线,在横坐标上找出系数A,若在直线段,得B=2EA/3,若在曲线段,直接查图获取其值。 (4)计算许用外压值,
[P]?BD0/?e比较计算压力Pc与许用外压力[P],要求Pc?[P]且比较接近 13、设计内压新容器的步骤。
(1)确定参数:
设计压力p、设计温度t、公称直径DN、 设计温度下的许用应力 、焊接接头系数φ,腐蚀裕量C2 (2)计算厚度
PcDi??2[?]t?设计厚度δd=δ+ C2
名义厚度δn=δ+C1+C2+圆整值
(3)水压试验
水压试验校核: 170?1000?8.2?1.25?2?1.05? pT?Di??e?144?T???190.5MPa 2?e2?8.2
校验?T?0.9??s