压力容器·44177.pdf

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1、1.在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆形孔的长轴在哪个方向？为什么？（10分）答：椭圆形孔的长轴在周向（环向）方向。因为承受内压的圆筒形容器，其周向（环向）应力是径向（轴向）应力的两倍，如在筒体上开椭圆孔，应该让其短轴与筒体的轴向（径向）平行，尽量减少开孔对纵截面的削弱程度，使周向应力不至于增加太多。2.试简述边缘应力的特点。工程中是如何考虑的？（10 分）答：边缘应力的特点：（5 分）a.局限性：不同性质的连接边缘产生不同的边缘应力，但他们都有一个明显的衰减波特性，在离连接边缘不远的地方就衰减完了。对于钢制圆筒，边缘应力的作用范围为RSx5.20 b.自限性：从根本上说，发生边缘弯曲

2、的原因是由于薄膜变形不连续，以及由此产生的对弹性变形的互相约束作用引起的。一旦材料产生了局部的塑性约束便开始缓解，边缘应力也就自动限制，这就是边缘应力的自限性。工程中的考虑：（5 分）由于边缘应力的局限性，因此在设计中，一般只在结构上作局部处理。如改变联接边缘的结构，边缘区局部加强，保证边缘焊缝质量，降低边缘区的残余应力，避免在边缘区开孔等。由于边缘应力具有自限性，对由塑性较好的材料制成的容器，即使局部产生塑性变形，周围尚未屈服的弹性区，能抑制塑性变形的扩展，而使容器处于安全状态。因此，在静载荷作用下一般都不考虑边缘应力的影响。但在下列情况下应考虑边缘应力：（1）塑性较差的高强度钢制的重要压力

3、容器；（2）低温下铁素体钢制的重要压力容器；（3）受疲劳载荷作用的压力容器；（4）受核辐射作用的压力容器。这些压力容器如果不注意控制边缘应力，在边缘高应力区有可能导致脆性破坏或疲劳破坏。无论设计中是否计算边缘应力，都尽可能设计合理的边缘连接结构，以降低边缘力。3.有一装有液体的圆筒形容器，几何结构和支座形式如图所示，容器上部受内压0P作用，圆柱壳体的中面半径为R，厚度为t，液体密度为，试计算壳体的薄膜应力。（20 分）Rt0Phgh1H2HH 解：以圆筒顶部为坐标原点，竖直向下为正。（1）当20Hx 时，筒内只受气压作用：RPNNRPprN00222 tRPtNtRPtN002（2 分）（2）

4、当12HHxH时，边界上无集中载荷作用，0C；ghPpz0。dghPrrrNcos2sin201（2 分）可得：2202RPprN（2 分）又zprNrN21得：RghPRpNz0（2 分）可得：tRghPtNtRPtN002（2 分）（3）当HxHH1时，边界上集中载荷作用，222 CRHHg，ghPpz0。（2 分）21022sin2cosrNrr PghdRHHg（2 分）2022222R HHgP RR HHgprN（2 分）又zprNrN21得：RghPRpNz0（2 分）可得：0202NP RR HHgStPgh RNSt（2 分）4.压力容器设计时应考虑哪些载荷？5.开孔补强目的是什么，常用开孔补强结构有哪几种？6.高压容器筒壁中的应力与中低压容器相比有那些特点？7.几何特性不同，外压圆筒分为哪几类，失稳时表现有何差别？