武漢工程大學(xué)

1、課程名稱壓力容器及過稈設(shè)備教師簽名喻九陽、徐建民出題教師簽名徐建民審題教師簽名喻九陽2010-2011學(xué)年第1學(xué)期考試試題（A）卷考試方式（閉）卷適用專業(yè)理論與應(yīng)用力學(xué)、過程裝備與控制工程考試時間（120）分鐘題號一-二二-三四五六總分得分評卷人一、選擇題（每題2分，共20分）.臥式容器鞍座的包角a,般取o（）（a）100°（b）120°（c）150°.容規(guī)規(guī)定，用于焊接壓力容器的碳素鋼和低合金鋼含碳量不應(yīng)大于o（）（a）0.25%（b）0.20%（c）0.30%1 .焊接接頭系數(shù)應(yīng)根據(jù)受壓元件的及無損檢測的長度比例確定。（）（a）焊接方法（b）焊接接頭型式（c）

2、焊接工藝GB15C采用強(qiáng)度理論進(jìn)行設(shè)計，而JB4732采用強(qiáng)度理論。（）（a）第一（b）第二（c）第三（d）第四GB150規(guī)定不另行補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計壓力應(yīng)滿足o（）（a）<1.0MR（b）<1.6MR（c）<2.5MR法蘭、地腳螺栓的個數(shù)，一般為_o（）（a）奇數(shù)（b）偶數(shù)（c）任意內(nèi)壓薄壁圓筒為兩向薄膜應(yīng)力狀況，其軸向應(yīng)力為環(huán)向應(yīng)力的o（）（a）1倍（b）2倍（c）0.5倍固定式壓力容器上安裝安全閥時，其安全閥的開啟壓力不應(yīng)低于壓力容器的o（）（a）設(shè)計壓力（b）最高工作壓力（c）1.051.1倍設(shè)計壓力承受內(nèi)壓殼體的開孔補(bǔ)強(qiáng)準(zhǔn)則為o（）（a）壓力面積補(bǔ)強(qiáng)法（b）等面積補(bǔ)強(qiáng)法（c

3、）極限載荷補(bǔ)強(qiáng)法依據(jù)法蘭的整體性程度，從劣到優(yōu)的排列順序是、o（）（a）整體式法蘭（b）任意式法蘭（c）松式法蘭二、判斷題（每題2分，共20分）1 .臥式容器鞍座位置A不得大于0.2Lo（）GB15規(guī)定殼體開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)通常采用局部補(bǔ)強(qiáng)。（）2. GB150規(guī)定凸形封頭包括橢圓形封頭、碟形封頭、錐形封頭、球冠形封頭和半球形封頭。（）真空下工作的壓力容器不劃分容器類別。（）3. 氣壓試驗合格的容器無需再進(jìn)行氣密性試驗。（）GB150規(guī)定殼體上的開孔應(yīng)為圓形。（）4. 在壓力容器上開孔一般應(yīng)避開焊縫。（）GB150規(guī)定殼體開孔采用厚壁管補(bǔ)強(qiáng)時應(yīng)采用全焊透的結(jié)構(gòu)型式。（）5. 對壓力容器上所有的開孔均

4、應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，否則將影響其安全使用。（）GB15C規(guī)定殼體開孔當(dāng)采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)時，鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值（TbW490MPao（）三、問答題（每題5分，共35分）1.邊緣應(yīng)力有何特征？工程上是如何處理的？2 .在同樣壓力和直徑的情況下為什么平板封頭要比圓筒厚得多？3. 凸形封頭設(shè)直邊段有什么意義？4. 在圓筒體上開橢圓孔應(yīng)如何布置長短軸的方位？5. 在計算塔設(shè)備地震彎矩時如何考慮高振型的影響？6.1級管束與U級管束有何區(qū)別？各適用于何種工況？7.攪拌反應(yīng)器的密封裝置有哪幾種？各有什么特點？四、計算推導(dǎo)題（10分）1.如圖有一薄壁圓錐形容器，頂部壓強(qiáng)為0,內(nèi)盛滿重度為的液體，壁厚為，底部鉸支支承

5、，試求其圓錐體上的任意一點M的周向及經(jīng)向薄膜應(yīng)力。1.今需制作一臺分餾塔，塔的內(nèi)徑為1800mm塔身（包括兩端橢圓形封頭的直邊）長度為6000mm封頭（不包括直邊）深度為450mm采用雙面對接焊，局部無損探傷，二°85，腐蝕裕量C1mm，鋼板厚度負(fù)偏差C廠0.3，材料選用Q245R分餾塔在370E及真空下操作。無加強(qiáng)圈時，試設(shè)計該塔筒體的壁厚并做水壓試驗應(yīng)力校核。五、設(shè)計計算題（15分）m.R,6.4.2Ti_n-h.a-Isi315679007000600.050n4.o.O.O.0.O.O.0.00.0心.00.0.0o©-5-Q550_40.玨3025_o.8.6.4

6、.2.0.9.8.7.&5-4.3.3-2.己/7.0.9C8D7060.50.40.35.302520I8M弭12lo.o.o,o.ao.o.o.o.O.O.D.O.O.EFtgc£1?h芯-pfe屯5ri匚一二.！rr+-HT8*=4二2-rHL：，；匸E6卞，5:廠T1*fIj1T.4外壓圓筒、管子和球殼厚度計算圖（ReL>207260MPa的碳素鋼）20.00001-r電0.000134567923456792345679own0.0LOJ外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計算圖（用于所有材料）2010-2011學(xué)年第1學(xué)期考試試題（A）卷三、問答題（每題5分，共35分

7、）1邊緣應(yīng)力有何特征？工程上是如何處理的?課程名稱壓力容器及討稈設(shè)備_教師簽名喻九陽、徐建民題號一二二二-三四五六總分得分評卷人考試時間（120）分鐘敏感，可能導(dǎo)致容器的疲勞失效或脆性破壞,應(yīng)力。因而在設(shè)計中必須核算不連共2頁出題教師簽名徐建民審題教師簽名喻九陽考試方式（閉）卷適用專業(yè)過程裝備與控制工程答：邊緣應(yīng)力具有局部性和自限性兩種特性。除了分析設(shè)計必須作詳細(xì)的應(yīng)力分析以外，對于靜載荷下塑性材料的容器，在設(shè)計中一般不作具體計算，而采取結(jié)構(gòu)上作局部調(diào)整的方法，限制其應(yīng)力水平。這些方法不外是在連接處采用撓性結(jié)構(gòu)，如不同形狀殼體的圓弧過渡，不等厚殼體的削薄連接等；或采取局部加強(qiáng)措施，或減少外界引

8、起的附加應(yīng)力，如焊接殘余應(yīng)力、支座處的集中應(yīng)力、開孔接管的應(yīng)力集中等。但是對于承受低溫或循環(huán)載荷的容器，或用脆性較大的材料制造的容器，因過高的邊緣應(yīng)力使材料對缺陷十分、選擇題（每題2分，共20分）2在同樣壓力和直徑的情況下為什么平板封頭要比圓筒厚得多?答：因為薄板的最大應(yīng)力成正比，而圓筒中的薄膜應(yīng)力與0.25%1.(a)120150°2.(b)3.(c)焊接接頭型式4.(a、5.(a)<2.5MR6.(a)7.(b)2倍8.(c)9.(a)等面積補(bǔ)強(qiáng)10.(a、4的倍數(shù)設(shè)計壓力b、c）整體式法蘭、任意式法c）第一、第二蘭、松式法蘭、判斷題（每題2分，共20分）正比，所以在同樣條

9、件下薄板的最大應(yīng)力比圓筒中的薄膜應(yīng)力大得多，因此薄板厚度較圓筒大得多3 橢圓形封頭和碟形封頭為什么均帶有直邊？答：為了使封頭與筒體的環(huán)向焊縫離開封頭的邊緣應(yīng)力區(qū)，降低應(yīng)力集中系數(shù)。1.(V)2.(V3.(V)4.(V5.(x)6.(V7.(V)8.(V9.(x)10.(x）)4在圓筒體上開橢圓孔應(yīng)如何布置長短軸的方位?答:由于圓筒體的周向應(yīng)力是軸向應(yīng)力的2倍，所以在圓筒體上開橢圓孔時使其長軸與筒體軸線垂直，短軸與筒體軸線平行受力狀況合理。5在計算塔設(shè)備地震彎矩時如何考慮高振型的影響？答：當(dāng)H/D>15或塔設(shè)備高度大于等于20m時，還必須考慮高振型的影響。一種簡化的近似算法是按第一振型的計

10、算結(jié)果估算地震彎矩，即Me1丄=1.25Mei1丄。6試述波形膨脹節(jié)的作用?答：降低由于管束和殼體間熱膨脹差所引起的管板應(yīng)力、換熱管與殼體上的軸向應(yīng)力以及管板與換熱管間的拉脫力。7機(jī)械攪拌反應(yīng)器軸封的目的是什么？常用有哪兩種形式?答：機(jī)械攪拌反應(yīng)器軸封的目的是避免介質(zhì)通過轉(zhuǎn)軸從攪拌容器內(nèi)泄漏或外部雜質(zhì)滲入攪拌容器內(nèi)。常用的有填料密封和機(jī)械密封兩種形式。四、計算推導(dǎo)題（10分）1答：如下圖所示，錐殼上任意一點M處于液體靜壓力的作用下，其大小為五、設(shè)計計算題（15分）1解：（1）筒體壁厚計算1塔體計算長度60004502=6300mm3又因R!=：,R2=r/cos：,r二ztg：由微體平衡方程得

11、：假設(shè)、n"2mm，飛n-C=12-0.81=10.2mm筒體外徑Do=Dj2=1800212=1824mmQcosa求八時，如取M點處以上的部分殼體為研究對象，則外載荷為r2z-丄二r3z=2：r3將V值代入?yún)^(qū)域平衡方程得二r2z3z2tg:2二rcos：3、cos：3cos：LDo63001824=3.454,LDoDoe182410.2=178.8由Do、'飛查幾何曲線得A=0.000165分根據(jù)Q235-B材料的屈服極限查相應(yīng)材料曲線知A值在370E材料線左方，故許用外壓力按下式計算B二？EA二21.691050.00016=18.03MPa33血7101MPa178.8而設(shè)計壓力P-OYMPa，計算壓力Pc"YMPapc打P且接近故、：n=12mm即為所求。5分(2)水壓試