压力容器设计习题答案

“压力容器设计”习题答案一、选择题：1．我国钢制压力容器设计规范<<GB150-89>>采用的强度理论为： （ A ）（A ）Ⅰ； （B ）Ⅱ； （C ）Ⅲ； （D ）Ⅳ。

2．毒性为高度或极度危害介质PV 0.2MPa ·m 3的低压容器应定为几类容器？ （ C ）（A ）Ⅰ类； （B ）Ⅱ类； （C ）Ⅲ类； （D ）其他。

3.一空气贮罐，操作压力为0.6Mpa ，操作温度为常温，若设计厚度超过10毫米，则下列碳素钢材中不能够使用的钢种为： （ A ）（A ）Q235AF （A3F ）；（B ）Q235A （A3）；（C ）20R 。

4．在弹性力学平面应力问题中，应力和应变分量分别为： （ C ）（A ）бZ ≠0、εZ ＝0；（B ）бZ ≠0、εZ ≠0 ；（C ）бZ ＝0、εZ ≠0。

5．受均匀内压作用的球形容器，经向薄膜应力和周向薄膜应力的关系为 （ C ） （A ） < （B ） > （C ）＝＝pR/2t （D ）＝＝pR/t6．受均匀内压作用的圆柱形容器，经向薄膜应力和周向薄膜应力的关系为 （ B ）（A ）=2＝pR/2t ；（B ）=2＝pR/t ；（C ）＝2=pR/t ；（D ）＝2＝pR/2t7．均匀内压作用的椭圆形封头的顶点处，经向薄膜应力和周向薄膜应力的关系为 ( A )。

A 、＝B 、 <C 、 >D 、 > 1/28．由边缘力和弯矩产生的边缘应力，影响的范围为（A ）Rt ； （B ）Rt 2； （C ）Rt 2； （D ）Rt9．受均布横向载荷作用的周边简支圆形薄平板，最大径向弯曲应力在： （ A ）（A ） 中央； （B ）周边；（ C ）12半径处； D. 3/8半径处。

10．受均布横向载荷作用的周边固支圆形薄平板，板上最大应力为周边径向弯曲应力，当载荷一定时，降低最大应力的方法有： （ A ）（A ）. 增加厚度；（B ）采用高强钢；（C ）加固周边支撑；（D ）增大圆板直径。

11．容器下封头采用圆平板，由于封头与筒体和裙座全部焊牢，其受力状态近似于固支，工作时，板上最大应力和挠度变形为：（ C ），位于封头中心，最大挠度变形位于封头周边；（A）最大应力为径向应力σr（B）最大应力为周向应力σθ，位于封头中心，最大挠度变形位于封头周边；（C）最大应力为径向应力σ，位于封头周边，最大挠度变形位于封头中心；r（D）最大应力为周向应力σθ，位于封头周边，最大挠度变形位于封头中心；12．工程上，当壳体的厚度与中面最小曲率半径R的比值 t/R,≤（ C ），则视为薄壳，反之，视为厚壳。

A、1/5；B、1/10；C、1/20D、1/3013．受均匀内压作用的薄壁圆筒，其中部筒体上的周向薄膜应力为轴向薄膜应力的：（A）（A）2倍；（B）1倍；（C）1.5倍；（D）12倍。

14．钢制椭圆形封头受超工作内压(静载荷时)，可能导致最终的失效形式为( C )。

A、韧性破坏B、失稳破坏C、韧性破坏或失稳破坏15．液压试验的压力为设计压力的：（ D ）(A) 1.05倍； (B) 1.10倍； (C) 1.15倍；(D) 1.25倍16．气压试验的压力为设计压力的：（ C ）(A) 1.05倍； (B) 1.10倍；(C) 1.15倍； (D) 1.25倍17．受均匀内压的椭圆形封头，在赤道处周向薄膜应力出现压应力，a/b为( A )。

A、>√2B、≤√2C、=√218．有一直径为D的圆柱形容器，两端分别采用球形封头和标准椭圆形，筒体与封头厚度全部为t，当承受内压P时，容器上最大应力点在（ C ）。

(A) 圆柱形筒体中部； (B) 椭圆形封头顶点；(C) 筒体与椭圆形封头连接处； (D) 筒体与球形封头连接处。

最大应力比与球形封头连接的圆筒大10%左右。

=1200mm,总高度H=42m的塔器，已知工作过程中塔器充满19．按照GB150设计一直径Di密度ρ=1.32g/ml的介质，最高压力1.2MPa,最高工作温度150℃，试回答下列问题：若忽略风载荷与地震载荷，其设计压力P的合理取值为：（ B ）（A）1.2MPa；（B）2.0MPa；（C） 2.5MPa；（D）3.0MPa。

20．若容器采用16MnR板材制造，已知16MnR板材的许用应力[σ]=[σ]t=170MPa，焊缝系数为0.9, 进行水压水压，试验压力P应为：（C）T（A）1.2MPa；（B）2.0MPa；（C）2.5MPa；（D）3.0MPa。

21．取介质的腐蚀裕量C=1.5mm，则容器的合理厚度（名义厚度）为：（ B ）（A）6mm；（B）8mm；（C）10mm；（D）12mm。

22．承受内压的厚壁容器，当内壁温度高于外壁时，筒体壁上应力状况改善较大是（A）A.筒体内壁；B. 筒体外壁；C. 筒体中层；D. 筒体内壁和外壁。

23．液压试验时，容器内产生的最大薄膜应力应不超过（C）。

A. [σ]t；B.[σ]；C.0.9σs；D. 0.8σs.24．气压试验时，容器内产生的最大薄膜应力应不超过（D）。

A. [σ]t；B.[σ]；C. 0.9σs；D. 0.8σs.25．对于碳素钢制容器，液压试验时液体温度不得低于 ( B )。

A、0o CB、5o CC、15 o CD、20 o C26．对于低合金钢制容器，液压试验时液体温度不得低于 ( C )。

A、0o CB、5o CC、15 o CD、20 o C27．受压容器进行耐压试验时，要求试验压力下容器中的最大薄膜应力为( A )。

A、≤0.9y B、≤0.8yC、≤y28．在制造压力容器时，应尽可能避免的焊缝结构是：（B）（A）对接焊；（B）搭接焊；（C）丁字焊；（D）角接焊29．当在受均匀内压作用的竖直放置的薄壁圆筒上开孔时，孔周边的的最大应力出现在：（A）孔周边任一点；（B）孔周边与水平线成45夹角处；（C）孔周边与水平线成60夹角处；（D）孔周边与水平线成90夹角处；（D）30．为了使跨中截面弯矩与与支座截面弯矩数值上相近，对卧式容器鞍座的位置宜取( A )。

A、A≤0.2LB、A≤0.5RC、A≥0.2L D. A = L/331．对于支承在双鞍座上正压操作的卧式容器，器壁中出现最大轴向拉伸应力的工况是：（ B ）。

（A）装满物料而未升压；（B）装满物料同时升压；（C）未装物料而升压。

32．卧式容器筒体上的最大周向压缩应力发生在（ D ）(A) 跨中截面最高处；（B）跨中截面最低处；(C) 支座截面最高处；(D) 支座截面最低处；33．现需设计一个在常温下操作的夹套冷却容器，内筒为真空，无安全控制装置，夹套内为0.8MPa（表压）冷却水，则校核内筒稳定性时的设计压力应取（A）（A）0.1MPa（B）0.8MPa （C）0.9MPa （D）1.0MPa34．现设计一不锈钢制真空精馏塔，经稳定性校核发现其壁厚不够，合理的处理办法是：（A）减小直径（保持容器体积不变）；（B）增加壁厚；（C）改用强度高的材料；(D)设置加强圈。

（D）35．均匀内压作用的厚壁圆筒中，径向应力r和周向应力沿壁厚的分布为( C )。

A、均匀分布B、线性分布C、非线性分布36．厚壁圆筒的内壁温度较外壁温度低，在外壁产生的周向温度应力为( B )。

A、拉伸应力B、压缩应力C、弯曲应力37．高压容器由于操作压力高，因此为了增加泄漏阻力，平垫密封的垫片应选用( B )。

A、宽面B、窄面C、螺栓园内外都有的全平面38．对于一按弹性准则设计的厚度一定的高压容器，为了提高其承压能力，在生产加工过程中合理的做法是（D）（A）减小直径; （B）采用高强钢; （C）减少开孔; （D）自增强处理。

39．内压与温差同时作用的厚壁圆筒的内壁周向应力∑бθ出现最大值的工况是：（A）（A）外部加热；（B）内部加热；（C）内外均不加热。

40．按应力分类观点，仅受内压的圆筒与封头连接处的应力有 ( A )。

A、PL ＋Q B、PM＋Q C、Q41．按照GB150进行压力容器设计时，对于由于局部结构不连续引起的高应力，合理的处理办法是（C）（A）不予考虑；（B）增加总体容器壁厚以降低应力；（C）进行详细的应力分析并分类，然后按应力性质分别加以限制；（D）不进行详细的应力分析，按照标准规定对结构加以改进。

二、填空题1．对压力容器用钢的综合要求是足够的强度、良好的塑性、优良的韧性、以及良好的可焊性。

2．我国压力容器设计规范名称是GB150-1998钢制压力容器。

3．压力容器按压力大小分为四个等级。

即_低压容器：0.1≤P＜1.6MPa_、_中压容器：1.6≤P＜10.0MPa_、_高压容器：10≤P＜100MPa__和_超高压容器：P≥100MPa__。

4．按设计压力大小，容器分为四个等级：（1）低压容器：__0.1__≤p ＜_1.6 MPa__;（2）中压容器：__1.6__≤p ＜_10.0 MPa_;（3）高压容器：__10___≤p ＜_100 MPa__;（4）超高压容器：p ≥_100 MPa_;5．工程上，当壳体的厚度与中面最小曲率半径R的比值t/R≤1/20 ，则视为薄壳，反之，视为厚壳。

6．薄壁圆筒形壳体的周向应力为_轴向应力_的两倍，在筒体上开长园形人孔，则其短轴必须放在圆筒的_轴向_方向。

7．由边缘力和弯矩产生的边缘应力具有_局部性_和_自限性_两个基本特性。

8．当薄壁球形容器与薄壁圆筒形容器的压力和厚度相同时，球形容器中的应力只有圆筒形容器的周向应力的__一半__。

9．法兰密封常用的压紧面型式有：_突台面_、_凹凸面_、_榫槽面_、_梯形面_。

10．一次应力可以分为：一次总体薄膜应力、__一次弯曲应力__和_一次局部薄膜应力。

11．工程上把t / R min ≤__0.05__的壳体称为薄壳，反之为厚壳，而把t / D ≤_0.2__的称为园形薄板，否则为厚板。

12．华脱尔斯计算螺栓载荷时分为_预紧工况_和_操作工况_两种工况，而在校核法兰强度时其应力要同时满足Z≤[]f t、_r≤[]f t_、_t≤[]f t_、_(Z+t)/2 ≤[]f t和_(Z+r)/2 ≤[]f t_条件。

13．承压容器材料的许用应力取b / n b、_y / n y_或、_y t / n y_、_D t / n D_或_C t/ n C _三者中最小值。

14．安全系数的选取方法，用抗拉强度σb 时，为_3.0_；用屈服强度σy 时，为_1.6_；用蠕变强度σtn 时，为_1.5_；用持久强度σtD 时，为_1.0_；15．请分别指出下列公式的用途：是_圆筒形容器_壁厚计算公式。

是_球形容器_壁厚计算公式。