1、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。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。密封裝置的作用：保證承壓容器不泄漏。開孔接管的作用：滿足工藝要求和檢修需要。支座的作用：支承并把壓力容器固定在基礎(chǔ)上。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。2. 介質(zhì)的毒性程度和易燃特性對壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理有何影響？答：介質(zhì)毒性程度越高，壓力容器爆炸或泄漏所造成的危

2、害愈嚴(yán)重，對材料選用、制造、檢驗(yàn)和管理的要求愈高。如Q235-A或Q235-B鋼板不得用于制造毒性程度為極度或高度危害介質(zhì)的壓力容器；盛裝毒性程度為極度或高度危害介質(zhì)的容器制造時，碳素鋼和低合金鋼板應(yīng)力逐張進(jìn)行超聲檢測，整體必須進(jìn)行焊后熱處理，容器上的A、B類焊接接頭還應(yīng)進(jìn)行100%射線或超聲檢測，且液壓試驗(yàn)合格后還得進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。而制造毒性程度為中度或輕度的容器，其要求要低得多。毒性程度對法蘭的選用影響也甚大，主要體現(xiàn)在法蘭的公稱壓力等級上，如內(nèi)部介質(zhì)為中度毒性危害，選用的管法蘭的公稱壓力應(yīng)不小于1.0MPa；內(nèi)部介質(zhì)為高度或極度毒性危害，選用的管法蘭的公稱壓力應(yīng)不小于1.6MPa，且還應(yīng)

3、盡量選用帶頸對焊法蘭等。易燃介質(zhì)對壓力容器的選材、設(shè)計(jì)、制造和管理等提出了較高的要求。如Q235-A·F不得用于易燃介質(zhì)容器；Q235-A不得用于制造液化石油氣容器；易燃介質(zhì)壓力容器的所有焊縫（包括角焊縫）均應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)等。3. 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程在確定壓力容器類別時，為什么不僅要根據(jù)壓力高低，還要視壓力與容積的乘積pV大小進(jìn)行分類？答：因?yàn)閜V乘積值越大，則容器破裂時爆炸能量愈大，危害性也愈大，對容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求愈高。2.壓力容器應(yīng)力分析1. 一殼體成為回轉(zhuǎn)薄殼軸對稱問題的條件是什么?答：幾何形狀、承受載荷、邊界支承、材料性質(zhì)均對旋轉(zhuǎn)軸對稱。2.

4、試分析標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭采用長短軸之比a/b=2的原因。答：a/b=2時，橢圓形封頭中的最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力相等，使橢圓形封頭在同樣壁厚的情況下承受的內(nèi)壓力最大，因此GB150稱這種橢圓形封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭3. 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，其中與 兩個參數(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)”。不連續(xù)應(yīng)力有兩個特征：局部性和自限性。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。不自限性：連續(xù)應(yīng)力

5、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，變形不會連續(xù)發(fā)展，不連續(xù)應(yīng)力也自動限制，這種性質(zhì)稱為不連續(xù)應(yīng)力的自限性。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。該值越大，邊緣效應(yīng)影響范圍越小。的物理意義：該值與邊緣效應(yīng)影響范圍的大小成正比。反映邊緣效應(yīng)影響范圍的大小。4. 單層厚壁圓筒承受內(nèi)壓時，其應(yīng)力分布有哪些特征？當(dāng)承受內(nèi)壓很高時，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)力及軸向應(yīng)力z均為拉應(yīng)力（正值），徑向應(yīng)力r為壓應(yīng)力（負(fù)值）。在數(shù)值上

6、有如下規(guī)律：內(nèi)壁周向應(yīng)力有最大值，其值為：，而在外壁處減至最小，其值為，內(nèi)外壁之差為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r=0。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。除z外，其他應(yīng)力沿厚度的不均勻程度與徑比K值有關(guān)。不能用增加壁厚來提高承載能力。因內(nèi)壁周向應(yīng)力有最大值，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。5. 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)。當(dāng)圓筒承受工作

7、壓力時，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。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。從而提高圓筒的初始屈服壓力，更好地利用材料。6. 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。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

8、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。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。7. 試比較承受均布載荷作用的圓形薄板，在周邊簡支和固支情況下的最大彎曲應(yīng)力和撓度的大小和位置。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。兩者的最大撓度位置均在圓形薄板的中心。周邊簡支與周邊固支的最大應(yīng)力比值周邊簡支與周邊固支的最大撓度比值其結(jié)果繪于下圖8. 試述承受均布外壓的回轉(zhuǎn)殼破壞的形式，并與承受均布內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼相比有何異同？

9、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，也會出現(xiàn)失穩(wěn)失效。9. 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。提高圓柱殼彈性失穩(wěn)的臨界壓力，采用高強(qiáng)度材料不正確，因?yàn)楦邚?qiáng)度材料的彈性模量與低強(qiáng)度材料的彈性模量相差較小，而價格相差往

10、往較大，從經(jīng)濟(jì)角度不合適。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。10. 求解內(nèi)壓殼體與接管連接處的局部應(yīng)力有哪幾種方法？答：有：應(yīng)力集中系數(shù)法、數(shù)值解法、實(shí)驗(yàn)測試法、經(jīng)驗(yàn)公式法。習(xí)題1. 試應(yīng)用無力矩理論的基本方程，求解圓柱殼中的應(yīng)力（殼體承受氣體內(nèi)壓p，殼體中面半徑為R，殼體厚度為t）。若殼體材料由20R（）改為16MnR（）時，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，=/2殼體材料由20R改為16MnR，圓柱殼中的應(yīng)力

11、不變化。因?yàn)闊o力矩理論是力學(xué)上的靜定問題，其基本方程是平衡方程，而且僅通過求解平衡方程就能得到應(yīng)力解，不受材料性能常數(shù)的影響，所以圓柱殼中的應(yīng)力分布和大小不受材料變化的影響。2. 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。內(nèi)貯有液氨，球罐上部尚有3m的氣態(tài)氨。設(shè)氣態(tài)氨的壓力p=0.4MPa，液氨密度為640kg/m3，球罐沿平行圓A-A支承，其對應(yīng)中心角為120°，試確定該球殼中的薄膜應(yīng)力。解：球殼的氣態(tài)氨部分殼體內(nèi)應(yīng)力分布：R1=R2=R，pz=-ph0支承以上部分，任一角處的應(yīng)力：R1=R2=R，pz=-p+ g R（cos0-cos），r=Rsin

12、，dr=Rcosd由區(qū)域平衡方程和拉普拉斯方程：支承以下部分，任一角處的應(yīng)力 (>120°) ：R1=R2=R，pz=-p+ g R（cos0-cos），r=Rsin，dr=Rcosd3. 有一錐形底的圓筒形密閉容器，如圖所示，試用無力矩理論求出錐形底殼中的最大薄膜應(yīng)力與的值及相應(yīng)位置。已知圓筒形容器中面半徑R，厚度t；錐形底的半錐角，厚度t，內(nèi)裝有密度為的液體，液面高度為H，液面上承受氣體壓力pc。解：圓錐殼體：R1=，R2=r/cos（半錐頂角），pz=-pc+g(H+x)，=/2-,rx4. 一單層厚壁圓筒，承受內(nèi)壓力pi=36MPa時，測得（用千分表）筒體外表面的徑向位

13、移w0=0.365mm，圓筒外直徑D0=980mm，E=2×105MPa，=0.3。試求圓筒內(nèi)外壁面應(yīng)力值。解：周向應(yīng)變物理方程僅承受內(nèi)壓時的Lamè公式 在外壁面處的位移量及內(nèi)徑：內(nèi)壁面處的應(yīng)力值：外壁面處的應(yīng)力值：5. 三個幾何尺寸相同的承受周向外壓的短圓筒，其材料分別為碳素鋼（s=220MPa，E=2×105MPa，=0.3）、鋁合金（s=110MPa，E=0.7×105MPa，=0.3）和銅（s=100MPa，E=1.1×105MPa，=0.31），試問哪一個圓筒的臨界壓力最大，為什么？答：碳素鋼的大。從短圓筒的臨界壓力計(jì)算式可見，臨界

14、壓力的大小，在幾何尺寸相同的情況下，其值與彈性模量成正比，這三種材料中碳素鋼的E最大，因此，碳素鋼的臨界壓力最大。6. 有一圓筒，其內(nèi)徑為1000mm，厚度為10mm，長度為20m，材料為20R（b=400MPa，s=245MPa，E=2×105MPa，=0.3）。在承受周向外壓力時，求其臨界壓力pcr。在承受內(nèi)壓力時，求其爆破壓力pb，并比較其結(jié)果。解：臨界壓力pcr屬長短圓筒，其臨界壓力為承受內(nèi)壓力時，求其爆破壓力pb，（Faupel公式)承受內(nèi)壓時的爆破壓力遠(yuǎn)高于承受外壓時的臨界壓力，高出18.747倍。7. 題16中的圓筒，其長度改為2m，再進(jìn)行上題中的、的計(jì)算，并與上題結(jié)果

15、進(jìn)行綜合比較。解：臨界壓力pcr，屬短圓筒，其臨界壓力為承受內(nèi)壓力時，求其爆破壓力pb，（Faupel公式)承受內(nèi)壓時的爆破壓力高于承受外壓時的臨界壓力，高出3.092倍，但比長圓筒時的倍數(shù)小了很多。3壓力容器材料及環(huán)境和時間對其性能的影響1. 壓力容器用鋼有哪些基本要求？答：有較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性、制造性能和與介質(zhì)相容性。2. 影響壓力容器鋼材性能的環(huán)境因素主要有哪些？答：主要有溫度高低、載荷波動、介質(zhì)性質(zhì)、加載速率等。3. 為什么要控制壓力容器用鋼中的硫、磷含量？答：因?yàn)榱蚰艽龠M(jìn)非金屬夾雜物的形成，使塑性和韌性降低。磷能提高鋼的強(qiáng)度，但會增加鋼的脆性，特別是低溫脆性。將硫和磷等有害

16、元素含量控制在很低水平，即大大提高鋼材的純凈度，可提高鋼材的韌性、抗中子輻照脆化能力，改善抗應(yīng)變時效性能、抗回火脆性性能和耐腐蝕性能。4. 為什么說材料性能劣化引起的失效往往具有突發(fā)性？工程上可采取哪些措施來預(yù)防這種失效？答：材料性能劣化主要表現(xiàn)是材料脆性增加，韌性下降，如材料的低溫脆化；高溫蠕變的斷裂呈脆性、珠光體球化、石墨化、回火脆化、氫腐蝕和氫脆；中子輻照引起材料輻照脆化。外觀檢查和無損檢測不能有效地發(fā)現(xiàn)脆化，在斷裂前不能被及時發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)事故前無任何征兆，具有突發(fā)性。工程上可采取預(yù)防這種失效的措施有：對低溫脆化選擇低溫用鋼、高溫蠕變斷裂在設(shè)計(jì)時按蠕變失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)、珠光體球化采用熱

17、處理方法恢復(fù)性能、石墨化采用在鋼中加入與碳結(jié)合能力強(qiáng)的合金元素方法、回火脆性采用嚴(yán)格控制微量雜質(zhì)元素的含量和使設(shè)備升降溫的速度盡量緩慢、氯腐蝕和氫脆在設(shè)計(jì)時采用抗氫用鋼、中子輻照材料脆化在設(shè)計(jì)時預(yù)測及時更換。5. 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)、材料價格和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。4壓力容器設(shè)計(jì)1. 為保證安全，壓力容器設(shè)計(jì)時應(yīng)綜合考慮哪些條件？具體有哪些要求？答：壓力容器設(shè)計(jì)時應(yīng)綜合考慮：材料、結(jié)構(gòu)、許用應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度、制造、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。壓力容器設(shè)計(jì)的具體要求：壓力容器設(shè)計(jì)就是根據(jù)給定的工藝設(shè)計(jì)條件，遵循現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在確保

18、安全的前提下，經(jīng)濟(jì)、正確地選擇材料，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)、強(qiáng)（剛）度和密封設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定合理、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式，并滿足制造、檢驗(yàn)、裝配、運(yùn)輸和維修等要求；強(qiáng)（剛）度設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是確定結(jié)構(gòu)尺寸，滿足強(qiáng)度或剛度及穩(wěn)定性要求；密封設(shè)計(jì)主要是選擇合適的密封結(jié)構(gòu)和材料，保證密封性能良好。2. 壓力容器的設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括哪些內(nèi)容？答：包括設(shè)計(jì)圖樣、技術(shù)條件、強(qiáng)度計(jì)算書，必要時還應(yīng)包括設(shè)計(jì)或安裝、使用說明書。若按分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，還應(yīng)提供應(yīng)力分析報告。3. 壓力容器設(shè)計(jì)有哪些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？它們和壓力容器失效形式有什么關(guān)系？答：壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有：強(qiáng)度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)

19、則、彈塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、蠕變失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、脆性斷裂失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；剛度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；穩(wěn)定失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；泄漏失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。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)則以整個危險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

20、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)泄漏率超過許用的泄漏率為失效。4. 什么叫設(shè)計(jì)壓力？液化氣體儲存壓力容器的設(shè)計(jì)壓力如何確定？答：壓力容器的設(shè)計(jì)載荷條件之一，其值不得低于最高工作壓力。液化氣體儲存壓力容器的設(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。5. 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)

21、性以及檢驗(yàn)水平等因素。6. 壓力容器的常規(guī)設(shè)計(jì)法和分析設(shè)計(jì)法有何主要區(qū)別？答：壓力容器的常規(guī)設(shè)計(jì)法和分析設(shè)計(jì)法的主要區(qū)別：常規(guī)設(shè)計(jì)法只考慮承受“最大載荷”按一次施加的靜載，不考慮熱應(yīng)力和疲勞壽命問題；常規(guī)設(shè)計(jì)法以材料力學(xué)及彈性力學(xué)中的簡化模型為基礎(chǔ)，確定筒體與部件中平均應(yīng)力的大小，只要此值限制在以彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則所確定的許用應(yīng)力范圍內(nèi)，則認(rèn)為筒體和部件是安全的；常規(guī)設(shè)計(jì)法只解決規(guī)定容器結(jié)構(gòu)形式的問題，無法應(yīng)用于規(guī)范中未包含的其他容器結(jié)構(gòu)和載荷形式，不利于新型設(shè)備的開發(fā)和使用；分析設(shè)計(jì)法對承受各種載荷、任何結(jié)構(gòu)形式的壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)時，先進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力分析，將各種外載荷或變形約束產(chǎn)生的應(yīng)力分別計(jì)

22、算出來，然后進(jìn)行應(yīng)力分類，再按不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來限制，保證容器在使用期內(nèi)不發(fā)生各種形式的失效。7. 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/D0.1或K1.2屬薄壁圓筒，否則屬厚壁圓筒。強(qiáng)度設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是以危險點(diǎn)的應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到許用應(yīng)力為依據(jù)的。對于各處應(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。但是對于應(yīng)力分布不均勻的構(gòu)件，如內(nèi)壓厚壁圓筒，由于材料韌性較好，當(dāng)危險點(diǎn)（內(nèi)壁）發(fā)生屈服時，其余各點(diǎn)仍處于彈性狀態(tài)，故不會導(dǎo)致整個截面的屈服，因而構(gòu)件仍能繼續(xù)承載。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

23、。8. 為什么GB150中規(guī)定內(nèi)壓圓筒厚度計(jì)算公式僅適用于設(shè)計(jì)壓力p0.4t？答：因形狀改變比能屈服失效判據(jù)計(jì)算出的內(nèi)壓厚壁圓筒初始屈服壓力與實(shí)測值較為吻合，因而與形狀改變比能準(zhǔn)則相對應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度eq4能較好地反映厚壁圓筒的實(shí)際應(yīng)力水平與中徑公式相對應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度為隨徑比K的增大而增大。當(dāng)K=1.5時，比值表明內(nèi)壁實(shí)際應(yīng)力強(qiáng)度是按中徑公式計(jì)算的應(yīng)力強(qiáng)度的1.25倍。由于GB150取ns=1.6，若圓筒徑比不超過1.5，仍可按中徑公式計(jì)算圓筒厚度。因?yàn)橐簤涸囼?yàn)（pT=1.25p）時，圓筒內(nèi)表面的實(shí)際應(yīng)力強(qiáng)度最大為許用應(yīng)力的1.25×1.25=1.56倍，說明筒體內(nèi)表面金屬仍未達(dá)到屈服點(diǎn)，

24、處于彈性狀態(tài)。當(dāng)K=1.5時，=Di(K-1)/2=0.25Di，代入中徑公式得：這就是中徑公式的適用范圍規(guī)定為：pc0.4t的依據(jù)。9. 從受力和制造兩方面比較半球形、橢圓形、碟形、錐殼和平蓋封頭的特點(diǎn)，并說明其主要應(yīng)用場合。答：從受力情況排序依次是半球形、橢圓形、碟形、錐殼和平蓋封頭，由好變差；從制造情況順序正好相反。半球形封頭是從受力分析角度，最理想的結(jié)構(gòu)形式，但缺點(diǎn)是深度大，直徑小時，整體沖壓困難，大直徑采用分瓣沖壓其拼焊工作量較大。半球形封頭常用在高壓容器上。橢圓形封頭的橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，應(yīng)力分布比較均勻，且橢圓形封頭深度較半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中、低壓容

25、器中應(yīng)用較多的封頭之一。碟形封頭由半徑為R的球面體、半徑為r的過渡環(huán)殼和短圓筒等三部分組成。碟形封頭是一不連續(xù)曲面，在經(jīng)線曲率半徑突變的兩個曲面連接處，由于曲率的較大變化而存在著較大邊緣彎曲應(yīng)力。該邊緣彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力疊加，使該部位的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他部位，故受力狀況不佳。但過渡環(huán)殼的存在降低了封頭的深度，方便了成型加工，且壓制碟形封頭的鋼模加工簡單，使碟形封頭的應(yīng)用范圍較為廣泛。錐殼：由于結(jié)構(gòu)不連續(xù)，錐殼的應(yīng)力分布并不理想，但其特殊的結(jié)構(gòu)形式有利于固體顆粒和懸浮或粘稠液體的排放，可作為不同直徑圓筒的中間過渡段，因而在中、低壓容器中使用較為普遍。平蓋封頭的應(yīng)力分布屬彎曲應(yīng)力，最大應(yīng)力與平蓋直徑

26、的平方成正比，與板厚的平方成反比，受力狀況最差。但制造方便，在壓力容器上常用于平蓋封頭、人孔和手孔蓋、塔板等。10. 在什么情況下，壓力容器可以允許不設(shè)置檢查孔？答：符合下列條件之一可不開孔：筒體內(nèi)徑300mm的壓力容器；容器上設(shè)有可拆卸的封頭、蓋板或其他能夠開關(guān)的蓋子，其封頭、蓋板或蓋子的尺寸不小于所規(guī)定檢查孔的尺寸；無腐蝕或輕微腐蝕，無需做內(nèi)部檢查和清理的壓力容器；制冷裝置用壓力容器；換熱器。11. 壓力試驗(yàn)的目的是什么？為什么要盡可能采用液壓試驗(yàn)？答：壓力試驗(yàn)的目的：在超設(shè)計(jì)壓力下，考核缺陷是否會發(fā)生快速擴(kuò)展造成破壞或開裂造成泄漏，檢驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)的密封性能。對外壓容器，在外壓作用下，容器中的缺陷受壓應(yīng)力的作用，不可能發(fā)生開裂，且外壓臨界失穩(wěn)壓力主要與容器的幾何尺寸、制造精度有關(guān)，與缺陷無關(guān)，一般不用外壓試驗(yàn)來考核其穩(wěn)定性，而以內(nèi)壓試驗(yàn)進(jìn)行“試漏”，檢查是否存在穿透性缺陷。由于在相同壓力和容積下，試驗(yàn)介質(zhì)的壓縮系數(shù)越大，容器所儲存的能量也越大，爆炸也就越危險，故應(yīng)用壓縮系數(shù)小的流體作為試驗(yàn)介質(zhì)。氣體的壓縮系數(shù)比液體的大，因此選擇液體作為試驗(yàn)介質(zhì)，進(jìn)行液壓試驗(yàn)。12. 為什么要對壓力容器中的應(yīng)力進(jìn)行分類？應(yīng)力分類的依據(jù)和原則是什么？答：對壓力容器中的應(yīng)力進(jìn)行分類的原因：應(yīng)力產(chǎn)生的原因不同，如薄膜應(yīng)力是由于與外力平衡而產(chǎn)生的；邊緣