過程設(shè)備設(shè)計(jì)第三版課后答案及重點(diǎn)(鄭津洋)

1、1過程設(shè)備設(shè)計(jì)題解1.壓力容器導(dǎo)言習(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（MPaMPasb245400????）時(shí)，圓柱殼中的應(yīng)力如何變化？為什么？MPaMPasb345510????解：求解圓柱殼中的應(yīng)力○1應(yīng)力分量表示的微體和區(qū)域平衡方程式：?????zpRR???21?????sin220trdrrpFkrzk????圓筒殼

2、體：R1=∞，R2=R，pz=p，rk=R，φ=π2tpRprtpRk2sin2?????????殼體材料由20R改為16MnR，圓柱殼中的應(yīng)力不變化。因?yàn)闊o力矩理論是力學(xué)上的靜定問題，其基本方○2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.對一標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭（如圖所示）進(jìn)行應(yīng)力測試。該封頭中面處的長軸D=1000mm，厚度t=10mm，測得E點(diǎn)（x=0

3、）處的周向應(yīng)力為50MPa。此時(shí)，壓力表A指示數(shù)為1MPa，壓力表B的指示數(shù)為2MPa，試問哪一個(gè)壓力表已失靈，為什么？解：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的應(yīng)力計(jì)算式計(jì)算E的內(nèi)壓力：○1標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的長軸與短軸半徑之比為2，即ab=2，a=D2=500mm。在x=0處的應(yīng)力式為：MPaabtpbtpa15002501022222???????????從上面計(jì)算結(jié)果可見，容器內(nèi)壓力與壓力表A的一致，壓力表B已失靈?！?3.有一球罐（如圖所示），其內(nèi)

4、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640kgm3，球罐沿平行圓AA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：○1R1=R2=R，pz=pMPatpRtpRprtpRk100202100004.022sin2???????????????????????φ0h3??????????MPagRptRRt

5、gRp042.12cos1.2sin2.22sin5cos392.31974.221coscos31sinsin2cossinsin2sincoscos322033022002220?????????????????????????????????????????????支承以下部分，任一φ角處的應(yīng)力(φ120)：○3R1=R2=R，pz=[pρgR（cosφ0cosφ）]，r=Rsinφ，dr=Rcosφdφ?????????????

6、???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????RhhRtggRptRRtgRpRtgRptRpRhhRtggRptRRhhRtgtgRtgRpRtRVhRhRggRgRpRhRhRgd

7、gRrdrgRpghRhgRrdrgRpVzrrrr34sin6coscos31sinsin2cossinsin2sincoscoscoscos34sin6coscos31sinsin2cossinsin2sin34sin6sin3coscossin2sinsincossin2343coscos32sinsincos343sincos2cos233134coscos222203302200222002220330220022222220