过程设备设计_____试卷.doc

宁夏大学机械工程学院试卷 考试科目：《过程设备设计Ⅰ》（样卷） 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 一、填空题（共18分） 1、（2分）《容规》适用的设计压力范围是（ 0.1Mpa≤P≤35Mpa ）。 2、（4分）不连续应力具有两个重要的特征，即（ 局部性 ）和（ 自限性 ），在结构上可采取（ 圆弧过渡 ）、（ 减少两构件的刚度差 ）等方法限制其应力水平。 3、（4分）分析轴对称载荷下回转壳体的应力可采用（无力矩 ）理论和（有力矩 ）理论，在忽略弯曲内力的条件下，壳体中的应力称为（ 薄膜 ）应力，该应力沿壁厚方向（ 均匀 ）分布。 4、（3分）脆性断裂脆性断裂的特征是断裂时容器断口与。A）自紧、强制 （B）强制、自紧 （C）半自紧、自紧 （D）强制、半自紧 4、下列关于椭圆形封头说法正确的有（） A）封头的椭圆部分经线曲率变化平滑连续，应力分布比较均匀 B）封头深度较半球形封头小的多，易于冲压成型 C）椭圆形封头常用在高压容器上 D）直边段的作用是避免封头和圆筒的连接处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。 关于二次应力说法错误的( ABD ) （A）二次应力是指平衡外加机械载荷所必需的应力。 二次应力可分为总体薄膜应力、弯曲应力、局部薄膜应力。 二次应力是指由相邻部件的约束或结构的自身约束所引起的正应力或切应力。 二次应力是局部结构不连续性和局部热应力的影响而叠加一次应力之上的应力增量。A）强度和稳定性 （B）强度和刚度 （C）稳定性和刚度 （D）强度、塑性、稳定性和蠕变 三、判断对错（正确的打√，错误的打×并说明理由）（每小题2分，共10分） 1、钢材化学成分对其性能有较大影响，提高含碳量可使其强度和可焊性增加。 错误提高含碳量可能使强度增加，但可焊性变差，焊接时易在热影响区出现裂纹错误错误检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹变形腐蚀等缺陷产生所有必须开设检查孔错误压力容器设计时为什么必须要考虑开孔的补强问题？压力容器接管补强结构主要有哪几种形式？ 答：（1）开孔以后，除削弱器壁的强度外，在壳体和接管的连接处，因结构的连续性被破坏，会产生很高的局部应力，给容器的安全操作带来隐患。（2）补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强。简述爆破片的作用，并与安全阀相对比，简述其特点 答：爆破片是一种断裂型安全泄放装置，它个爆破片在标定爆破压力下即发生断裂来达到泄压目的，泄压后爆破片不能继续有效使用，容器也就被迫停止运行。与安全阀相比，它有两个特点：一是密闭性能好，能作到完全密封；二是破裂速度快，泄压反应迅速。 圆筒采用的加强圈愈多，所需厚度就愈薄，故经济上愈合理。为什么？很小时，短圆筒可能变为刚性圆筒，此时圆筒的失效形式已不是失稳而是压缩强度破坏，此时再设置额外的加强圈已无济于事。因此，加强圈的数量并不是越多越好，应当设计合理的间距。 4、预应力法提高厚壁圆筒屈服承载能力的基本原理是什么？ 答：通过压缩预应力，使内层材料受到压缩而外层材料受到拉伸。当厚壁圆筒承受工作压力时，筒壁内的应力分布由按拉美公式确定的弹性应力和残余应力叠加而成，内壁处的总应力有所下降，外壁处的总压力有所上升，均化沿筒壁厚度方向的应力分布，从而提高圆筒的初始屈服压力。 5、什么是焊接应力？减少焊接应力有什么措施？ 答焊接应力是指焊接过程中由于局部加热导致焊接件产生较大的温度梯度，因而在焊件内产生的应力。为减少焊接应力和变形，应从设计和焊接工艺两个方面采取措施，如尽量减少焊接接头的数量，相等焊缝间应保持足够的间距，尽可能避免交叉，焊缝不要布置在高应力区，避免出现十字焊缝，焊前预热等等）R，厚度为δ。封头顶部离水面深度为h，水的密度为ρ（kg/m3），试求半球形封头上任意一点A的应力表达式（不考虑与筒体连接处结构不连续的影响）。（16分） 解：在封头上作一与轴线垂直的截面，取截面上部作为分离体。则作用在分离体上的内力轴向分量V （3分） 压力作用在分离体上的合力轴向分量V’ （2分） 将代入可得 （3分） 由可得 （3分） 封头承受外压作用，故拉普拉斯方成应为 （2分） 其中，将代入可求得 （3分） 2、某圆柱形容器的设计压力为，设计温度为℃，内直径为，介质具有轻微的腐蚀性;腐蚀余量取C2=2mm，焊缝系数取Φ=0.85。试回答以下问题： 1、分析并选择该容器合适的材料。（3分） 2、若在设计温度下材料的许用应力为，则筒体的计算厚度和设计厚度分别为多少？（8分） 3、对筒体的焊缝型式有什么要求？若介质为液体，则该容器是否可按GB150设计