《化工设备机械基础》习题解答
第四章内压薄壁圆筒与封头的强度设计
二、填空题
A组：
1.有一容器,其最高气体工作压力为1.6Mpa,无液体静压作用,工作温度≤150℃且装有安全阀,
试确定该容器的设计压力p=(1.76 )Mpa;计算压力p c=( 1.76 )Mpa;水压试验压力p T=(2.2 )MPa.
2.有一带夹套的反应釜,釜内为真空,夹套内的工作压力为0.5MPa,工作温度<200℃,试确定:
(1)釜体的计算压力(外压)p c=( -0.6 )MPa;釜体水压试验压力p T=( 0.75 )MPa.
(2)夹套的计算压力(内压)p c=( 0.5 )MPa;夹套的水压试验压力p T=( 0.625 )MPa.
3.有一立式容器,下部装有10m深,密度为ρ=1200kg/m3的液体介质,上部气体压力最高达
0.5MPa,工作温度≤100℃,试确定该容器的设计压力p=( 0.5 )MPa;计算压力
p c=( 0.617 )MPa;水压试验压力p T=(0.625 )MPa.
4.标准碟形封头之球面部分内径R i=( 0.9 )D i;过渡圆弧部分之半径r=( 0.17 )D i.
5.承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向)弯曲应力,且最大应力在圆平板
的(边缘)处;若周边简支,最大应力是( 径向)和( 切向)弯曲应力,且最大应力在圆平板的( 中心)处.
6.凹面受压的椭圆形封头,其有效厚度Se不论理论计算值怎样小,当K≤1时,其值应小于封头内
直径的( 0.15 )%;K>1时,Se应不小于封头内直径的( 0.3 )%.
7.对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚S min=( 3 )mm;对于高合金钢
制容器,其最小壁厚S min=( 2 )mm.
8.对碳钢,16MnR,15MnNbR和正火的15MnVR钢板制容器,液压试验时,液体温度不得低于
( 5 ) ℃,其他低合金钢制容器(不包括低温容器),液压试验时,液体温度不得低于( 15 ) ℃.
三、判断是非题(是者画√;非者画×)
1.厚度为60mm和6mm的16MnR热轧钢板,其屈服点是不同的,且60mm厚钢板的σs大于6mm
厚钢板的σs. ( ×)
2.依据弹性失效理论,容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下的屈服点σs(t)时,即宣告该
容器已经”失效”. ( √)
3.安全系数是一个不断发展变化的数据,按照科学技术发展的总趋势,安全系数将逐渐变小.
( √)
4.当焊接接头结构形式一定时,焊接接头系数随着监测比率的增加而减小. ( ×)
5.由于材料的强度指标σb和σs(σ0.2)是通过对试件作单向拉伸试验而侧得,对于二向或三向应
力状态,在建立强度条件时,必须借助于强度理论将其转换成相当于单向拉伸应力状态的相当应力. ( √）
四、工程应用题
A组：
1、有一DN2000mm的内压薄壁圆筒,壁厚Sn=22mm,承受的最大气体工作压力p w=2MPa,容器上
装有安全阀,焊接接头系数φ=0.85,厚度附加量为C=2mm,试求筒体的最大工作应力.
【解】（1）确定参数：p w=2MPa; p c=1.1p w =2.2MPa（装有安全阀）;
D i= DN=2000mm( 钢板卷制); S n =22mm; S e = S n -C=20mm
φ=0.85（题中给定）; C=2mm（题中给定）.
（2）最大工作应力：
a e e i c t MP S S D p 1.111202)202000(2.22)
(=?+?=+=σ
2、 某球形内压薄壁容器,内径为D i =10m,厚度为S n =22mm,若令焊接接头系数φ=1.0,厚度附加量
为C=2mm,试计算该球形容器的最大允许工作压力.已知钢材的许用应力[σ]t =147MPa.
【解】（1）确定参数：D i =10m; S n =22mm; φ=1.0; C=2mm; [σ]t =147MPa.
S e = S n -C=20mm.
（2）最大工作压力：球形容器.
a e i e
t w MP S D S P 17.12010000200.11474][4][=+???=+=φσ
3、 某化工厂反应釜,内径为1600mm,工作温度为5℃~105℃,工作压力为1.6MPa,釜体材料选用
0Cr18Ni9Ti 。采用双面焊对接接头,局部无损探伤,凸形封头上装有安全阀,试设计釜体厚度。
【解】
（1）确定参数：D i =1600mm; t w =5~105℃;
p w =1.6MPa; p c =1.1 p w =1.76MPa （装有安全阀）
φ=0.85（双面焊对接接头, 局部探伤）
C 2=0（对不锈钢，当介质腐蚀性轻微时）
材质：0Cr18Ni9Ti [σ]t =112.9MPa （按教材附录9表16-2，内插法取值）
[σ] =137MPa
（2）计算厚度：
mm p D p S c t i
c 8.1476.185.09.1122160076.1][2=-???=-=φσ
C 1=0.8mm （按教材表4-9取值，GB4237-92《不锈钢热轧钢板》）, C=C 1+C 2=0.8mm. 名义壁厚：S n =S+C+圆整， S+C=14.8+0.8=15.6mm.
圆整后，S n =16mm.
（1） 水压试验校核
s e e i T T S S D p φσσ9.02)(≤+=
有效壁厚 S e = S n -C=16-0.8=15.2mm
试验压力 M P a P P t T 67.29.112137
76.125.1][]
[25.1=??==σσ
计算应力 141.86MPa 15.22 15.2)(16002.67 2)(=?+?=+=
e e i T T S S D P σ
应力校核 MPa 8.15685.02059.0 9.0=??=φσs
φσσS T 9.0 < ∴ 水压试验强度足够
4、 有一圆筒形乙烯罐,内径D i =1600mm,壁厚S n =16mm,计算压力为p c =2.5MPa,工作温度为
-3.5℃，材质为16MnR,采用双面焊对接接头,局部无损探伤,厚度附加量C=3mm,试校核贮罐强度。
【解】（1）确定参数：D i =1600mm; S n =16mm; t w =-3.5℃; p c =2.5MPa.
φ=0.85（双面焊对接接头, 局部探伤）
16MnR ： 常温下的许用应力 [σ] = 170 MPa
设计温度下的许用应力 [σ]t = 170 MPa
常温度下的屈服点 σs = 345 MPa
有效壁厚：Se = Sn － C = 16 － 3 = 13 mm
（2）强度校核
最大允许工作压力[Pw ]
][ 2][e i e
t w S D S p +=φσMPa 33.21316001385.01702=+???=
∵ Pc ＞[Pw ] ∴ 该贮罐强度不足
9、 设计容器筒体和封头厚度。已知内径D i =1400mm,计算压力p c =1.8MPa,设计温度为40℃,
材质为15MnVR,介质无大腐蚀性.双面焊对接接头,100%探伤。封头按半球形、标准椭圆形和标准碟形三种形式算出其所需厚度,最后根据各有关因素进行分析,确定一最佳方案。
【解】（1）确定参数：D i =1400mm; p c =1.8MPa; t=40℃;
φ=1.0（双面焊对接接头,100%探伤）；C 2=1mm.（介质无大腐蚀性）
15MnVR ：假设钢板厚度: 6~16mm ，则：
[σ]t =177MPa ， [σ] =177MPa ，σs = 390 MPa
（2）筒体壁厚设计：
mm p D p S c t i
c 16.78.10.1177214008.1][2=-???=-=φσ
C 1=0.25mm （按教材表4-9取值，GB6654-94《压力容器用钢板》）
C=C 1+C 2=1.25mm.
名义壁厚：S n =S+C+圆整， S+C=7.16+1.25=8.41mm.
圆整后，S n =9mm.
（3） 筒体水压试验校核
s e e i T T S S D p φσσ9.02)(≤+=
有效壁厚 S e = S n -C=9-1.25=7.75mm
试验压力 M P a P P t T 25.2177177
8.125.1][]
[25.1=??==σσ
计算应力 204.35MPa 7.752 7.75)(14002.25 2)(=?+?=+=
e e i T T S S D P σ
应力校核
MPa 35113909.0 9.0=??=φσs φσσS T 9.0 < ∴ 筒体水压试验强度足够
（4）封头厚度设计
半球形封头： mm p D p S c t i c 57.38.10.117741400
8.1][4=-???=-=φσ
C 1=0.25mm （按教材表4-9取值，GB6654-94《压力容器用钢板》） C=C 1+C 2=1.25mm.
名义壁厚：S n =S+C+圆整， S+C=3.57+1.25=4.82mm. 圆整后，S n =5mm.
标准椭圆封头：
mm p D Kp S c t i c 1.78.15.00.117721400
8.10.15.0][2=
?-????=-=φσ
名义壁厚：S n =S+C+圆整， S+C=7.1+1.25=8.35mm. 圆整后，S n =9mm.
标准碟形封头：
mm p D Mp S c t i c 4.98.15.00.117721400
8.1325.15.0][2=?-????=-=φσ
名义壁厚：S n =S+C+圆整， S+C=9.4+1.25=10.65mm. 圆整后，S n =11mm.
从计算结果看，最佳方案是选用标准椭圆封头。
压力容器相关知识 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。 1、最高工作压力P ：9.8×104Pa ≤P ≤9.8×106Pa ，不包括液体静压力； 2、容积V ≥25L ，且P ×V ≥1960×104L Pa; 3、介质：为气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1.2，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力σr =0，环向应力σt =PD/4s ，σz = PD/2s ，最大主应力σ1＝PD/2s ，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式， δ理＝ P PD －σ][2 考虑实际因素， δ＝P PD φ－σ][2+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜； D — 圆筒内径，㎜； P — 设计压力，㎜； [σ] — 材料的许用拉应力，值为σs /n ，MPa ； φ— 焊缝系数，0.6～1.0； C — 壁厚附加量,㎜。 2、受内压P 的厚壁圆筒 ①K ＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）。 径向应力σr ＝--1(222a b Pa 22 r b ） 环向应力σθ＝+-1(222a b Pa 22 r b ） 轴向应力σz =2 22 a b Pa - 式中，a —筒体内半径，㎜；b —筒体外半径，㎜； ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝P K K 1 122-+
σ2=σz = P K 1 12- σ3=σr =-P 第一强度理论推导处如下设计公式 σ1＝P K K 1 122-+≤[σ] 由第三强度理论推导出如下设计公式 σ1－σ3＝P K K 1 122-+≤[σ] 由第四强度理论推导出如下设计公式： P K K 1 32 -≤[σ] 式中，K ＝a/b 3、受外压P 的厚壁圆筒 径向应力σr ＝－--1(222a b Pb 22 r a ） 环向应力σθ＝－+-1(222a b Pb 22 r a ） 4、一般形状回转壳体的应力计算 经向应力 σz =s P 22ρ 环向应力 s P t z =+21ρσρσ 式中，P —内压力，MPa ； ρ1—所求应力点回转体曲面的第一主曲率半径，㎜；（纬） ρ2—所求应力点回转体曲面的第一主曲率半径，㎜；（经） s —壳体壁厚，㎜。 5、封头设计 ①受内压的标准椭圆形封头，顶点应力最大，σz ＝σt =P ·a/s(椭圆长轴)，由第一强度条件，再考虑到焊缝削弱及材料腐蚀等影响，则标准椭圆形封头的壁厚计算公式为： C P PD s t ＋φ－5.0][2σ= 式中，s —封头壁厚，㎜； P —设计压力，MPa; D —封头内径，㎜；
1、以下建筑平面图纸中需要标注指北针的是（）。 B、底层平面图 2、原位标注代表该部位的特殊数值，施工时应以原位标注取值优先。 C、平法 3、两个或两个以上的点、线、面具有同一的投影时，则称它们的投影（）。 D、重合 4、建筑详图的比例范围为（）。 D 、1:1-1:50 5、楼梯详图中需要标注的不只是各种尺寸，还有步数、平台标高、墙段轴线、梯段上下 关系。 C、结构设计 6、建筑用地范围内所有建筑物占地的面积与用地总面积之比叫做（）。 A、建筑系数 7、将原状图放大后加以充实，清晰详尽地标注尺寸、写出说明，并将装饰纹样进行具象补 充以便参照的图样是（）。 B、局部放大图 8、建筑给排水施工图中应画成粗实线的是（）。 C、排水和重力流管线 9、基础详图通常为用（）剖切平面沿垂直于定位轴线方向切开基础所得到的断面图。 B、铅垂 10 、柱平法施工图中，柱在不同标准层截面多次变化时，可采用（），其余情况宜用截面注写方式。 C、列表注写方式 11 、用于绘制晒图底版的图纸是（）。 C、硫酸纸 12 、装饰平面布置图的剖切形式和位置与建筑平面图（）。 B、完全一样 13 、框架结构的楼层结构布置图中被现浇板遮盖住的梁不可见轮廓线应画成（）。 A、细虚线 14 、房屋建筑的平面图通常采用的比例为（）。 B 、 1:100 15 、图纸的大小称为（）。 A、图幅 16 、主要表示承重结构的布置情况，构件类型、大小以及构造作法等的图纸是（）。 B、结构施工图
17 、反映电气系统基本组成、主要电气设备、元件之间的连接情况以及规格、型号、参数 等的图纸称为（）。 C、电气系统图 18 、建筑总平面图观察基地的地貌特征主要依靠阅读（）。 D、等高线 19 、观察以下图例，阅读正确的是（）。 D、自然土壤、砖、钢筋混凝土 20 、建筑平面图中对墙、柱进行轴线编号的作用是（）。 D、定位 21 、建筑剖面图是假想用一个或多个垂直于外墙轴线的（），将房屋剖开，所得的投影图。 B、铅垂剖切面 22 、建筑物宽度方向的墙叫做（）。 B、横墙 23 、建筑施工图特指建筑设计工种在（）阶段的图纸。 D、施工 24 、建筑工程图纸中的标高数据采用的单位是（）。 D、米 25 、详细表现出装饰面连接处的构造，注有详细的尺寸和收口、封边的施工方法的图样是（）。 C、构造节点图 26 、仿宋字的字号表示字的（）。 C、高度 27 、能够满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的需要的是（）。 C、施工图 28 、图纸中书写的汉字字高应不小于（）mm。 C 、3.5 29 、消防设计专篇中应对总平面设计中的（）和消防登高面作出要求。 D、防火间距、消防车道 30 、绘图铅笔尾部的“ B或”“ H等”字样表示铅笔的（）。 C、硬度 31 、以下部分在建筑剖面图中用粗线表达的是（）。 B、剖到的墙体 32 、以下不属于建筑图纸作用的是（）。
第一章化工设备材料及其选择二. 指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量 Ａ组 B组：
第二章容器设计的基本知识一.、指出下列压力容器温度与压力分级范围
第三章 内压薄壁容器的应力分析 四、计算下列各种承受气体均匀内压作用的薄壁回转壳体上诸点的薄膜应力 σσ θ 和m 。 MP S PD m 6384100824=??==σ S P R R m = +2 1 σσθ MP S PD 634== σ θ 2. 圆锥壳上之A 点和B 点，已知：p=，D=1010mm ，S=10mm ，a=30o 。 α cos 2,:21D A R R = ∞=点
MP S PD m 58.14866 .01041010 5.0cos 4=???== ασ S P R R m = +2 1 σσθ MP S PD 16.29866 .01021010 5.0cos 2=???== ασ θ 0,:21=∞=R R B 点 0==σ σθ m 3. 椭球壳上之A ，B ，C 点，已知：p=1Mpa ，a=1010mm ，b=505mm ，S=20mm 。B 点处坐标x=600mm 。 25051010==b a 标准椭圆形封头 b b b y x A a R a R 2 2 21,:),0== ==点（ MP S Pa m 5.5020 10101=?== =θσσ MPa sb P B b a x a m 3.43)(2 2 2 2 4 =--= σ点： MPa b a x a a sb P b a x a 7.27)(2)(2 222442 22 4 =?? ????-----= θσ :)0,(==y a x C 点 MPa S Pa m 25.25202101012=??== σ MPa S Pa 5.5020 10101-=?-=-=σ θ 五、 工程应用题 1. 某厂生产的锅炉汽包，其工作压力为，汽包圆筒的平均直径为816 mm ，壁厚为16 mm ，试求汽包圆筒壁被的薄膜应力σσθ 和m 。 【解】 P= D=816mm S=16mm
1、单项选择题(30) 1．图纸的会签栏一般在（ B） A．图纸右上角及图框线内 B．图纸左上角及图框线外 C．图纸右上角及图框线外 D．图纸左上角及图框线内 @！．一物体图上长度标注为2000，其比例为1﹕5，则其实际大小为（ B）A．400 B．2000 C．10000 D．200 3．下列仪器或工具中，不能用来画直线的是（ D ） A．三角板 B．丁字尺 C．比例尺 D．曲线板 4. 在土木工程制图中，除了遵守建筑工程制图标准和某些行业标准外，还必须遵守的国家标准为：( A ) A.总图制图标准 B.水利水电工程制图标准 C.技术制图标准 D.铁路工程制图标准 5. 由国家职能部门制定、颁布的制图标准，是国家级的标准，简称国标。国标的代号为：( B ) A. ISO B. GB C. Standard D. ANSI 6. 图纸上的各种文字如汉字、字母、数字等，必须按规定字号书写，字体的号数为：( A ) A. 字体的高度 B. 字体的宽度 C. 标准中的编号 D. 序号 7. 绘制工程图应使用制图标准中规定的幅面尺寸，其中A2幅面的尺寸为：( C) A. 594 841（A1） B. 210 297(A4) C. 420 594(A2) D. 297 420(A3) 1189*841(A0) 8. 绘制工程图应使用制图标准中规定的幅面尺寸，其中A4幅面的尺寸为：(B ) A. 594 841 B. 210 297 C. 420 594 D. 297 420 9. 绘图比例是：( A ) A. 图形与实物相应要素的线性尺寸之比 B. 实物与图形相应要素的线性尺寸之比 C. 比例尺上的比例刻度 D. 图形上尺寸数字的换算系数 10. 如果物体的长度为1000mm，绘图比例是1:20，则在绘图时其长度应取：( C ) A. 100 B. 1000 C. 50 D. 20
人教化学选修5课后习题部分答案习题参考答案 第一单元、习题参考答案 第一节P6 1 A、D 2 D 3 （1）烯烃（2）炔烃（3）酚类（4）醛类（5）酯类（6）卤代烃 第二节P11 4 共价单键双键三键 (CH3)4 5.第2个和第六个，化学式略第三节P15 2.（1）3,3,4-三甲基己烷（2）3-乙基-1-戊烯（3）1,3,5-三甲基苯 第四节P23 1.重结晶 （1）杂质在此溶剂中不溶解或溶解度较大，易除去 （2）被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度，受温度的影响较大蒸馏30 ℃左右 2. C10H8NO2 348 C20H16N2O4 3. HOCH2CH2OH 部分复习题参考答案P25 4.（1）2，3，4，5-四甲基己烷（2）2-甲基-1-丁烯 （3）1，4-二乙基苯或对二乙基苯（4）2，2，5，5-四甲基庚烷 5. （1）20 30 1 （2）5 6% 第二单元习题参考答案 第一节P36 4. 5. 没有。因为顺-2-丁烯和反-2-丁烯的碳链排列是相同的，与氢气加成后均生成正丁烷。 第二节P 40 1. 4， 2. B
3己烷既不能使溴的四氯化碳溶液褪色，也不能使高锰酸钾酸性溶液褪色；1己烯既能使溴的四氯化碳溶液褪色，也能使高锰酸钾酸性溶液褪色；邻二甲苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，但能使高锰酸钾酸性溶液褪色；因此用溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液可鉴别己烷、1己烯和邻二甲苯。 4略 第三节P43 1A、D 2略 3略 复习题参考答案P45 2. B、D 3. B 4. D 5. A、C 6. A ＝CHCl或CH3CH=CH2 CH3C≡CH 8. C2H6C2H2CO2 9. 2-甲基-2-戊烯 10. 14 L 6 L 11. 2.3 t 12. 160 g 第三单元习题参考答案 第一节P551．C 2. 3．醇分子间可形成氢键，增强了其分子间作用力，因此其沸点远高于相对分子质量相近的烷烃。甲醇、乙醇、丙醇能与水分子之间通过氢键结合，因此水溶性很好；而碳原子数多的醇，由于疏水基烷基较大，削弱了亲水基羟基的作用，水溶性较差。 4．C6H6O OH 第二节P 59 1．有浅蓝色絮状沉淀产生；有红色沉淀产生； 2．D 3．
内压薄壁壳体强度计算 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
第三章、 3—1内压薄壁壳体强度计 算 目的要求：使学生掌握内压圆筒内压球形壳体的强度计算，以及各类厚度的相互关系。 重点难点：掌握由第一强度理论推出的内压圆筒，内压球形壳体的强度计算公式。 第三章 内压薄壁容皿 本章的任务就是在回转薄壁壳体应力分析的基础上，推导出内压薄壁容皿强度计公式。本章的压力容皿设计计算公式，各种参数制造要求以及检验标准均与GB150-1998《钢制压力容皿》保持一致。 第一节 压内薄壁壳体强度计算 一、 内压圆筒 为了保证圆筒受压后不破裂，[根据第一强度理论]应使筒体上最大应力，即环向应力2σ小于等于材料在设计温度下的许用应力[]t σ 用公式表达：2[]2t P D σσδ = ≤ ，其中P-设计压力。 1）中径0()2i D D + 此外还应考虑到，筒体在焊接的过程中，对焊金属组织的影响以及焊接缺陷（夹渣、气孔、未焊透等）影响缝焊的强度（使整本强度降低），所以将钢板的许用应力乘以一个小于1的焊接接头系数，以弥补焊接可能出现的强度削弱，故 2[]2t P D σσδ= ≤：[]2t P D σ?δ ≤ 此外，工艺计算时通常以i D 做为基本尺寸，故将i D D δ=+代入上式： 则 () []2t i P D δσ?δ +≤ 可解出δ，同时根据GB150-1998规定，确定厚度时的压力用计算压力c p 代替。 最终内压薄壁圆筒体的计算厚度δ： 2[]C i t C P D P δσ?= - 适用：0.4[]t C P σ≤ 考虑到介质时皿壁的腐蚀，确定钢板厚度时，再加上腐蚀裕量： 2C d δδ+=——圆筒的设计厚度
《化工设备机械基础》习题解答 第三篇: 典型化工设备的机械设计 第七章管壳式换热器的机械设计 一、思考题 1．衡量换热器好坏的标准大致有哪些？ 答：传热效率高，流体阻力小，强度足够，结构可靠，节省材料；成本低；制造、安装、检修方便。 2．列管式换热器主要有哪几种？各有何优缺点？ 3．列管式换热器机械设计包括哪些内容？ 答：①壳体直径的决定和壳体壁厚的计算； ②换热器封头选择，压力容器法兰选择； ③管板尺寸确定； ④管子拉脱力的计算； ⑤折流板的选择与计算； ⑥温差应力计算。 此外还应考虑接管、接管法兰选择及开孔补强等。 4．我国常用于列管式换热器的无缝钢管规格有哪些？通常规定换热管的长度有哪些？ 答：我国管壳式换热器常用无缝钢管规格（外径×壁厚），如下表2所示。换热管长度规定为：1500mm, 2000mm, 2500mm, 3000mm, 4500mm, 5000mm, 6000mm, 7500mm, 9000mm, 12000mm。 换热器的换热管长度与公称直径之比，一般在4~25之间，常用的为6~10。立式换热器，其比值多为4~6。 表 2 换热管规格（mm）
5．换热管在管板上有哪几种固定方式？各适用范围如何？ 答：固定方式有三种：胀接、焊接、胀焊结合。 胀接：一般用在换热管为碳素钢，管板为碳素钢或低合金钢，设计压力不超过 4.0MPa，设计温度在350℃以下，且无特殊要求的场合。 焊接：一般用在温度压强都较高的情况下，并且对管板孔加工要求不高时。 胀焊结合：适用于高温高压下，连接接头在反复的热冲击、热变形、热腐蚀及介质压力作用，工作环境极其苛刻，容易发生破坏，无法克服焊接的“间隙腐蚀” 和“应力腐蚀”的情况下。 6．换热管胀接于管板上时应注意什么？胀接长度如何确定？ 答：采用胀接时，管板硬度应比管端硬度高，以保证胀接质量。这样可避免在胀接时管板产生塑性变形，影响胀接的紧密性。如达不到这个要求时，可将管端进行退火处理， 降低硬度后再进行胀接。另外，对于管板及换热器材料的线膨胀系数和操作温度与室 温的温差△t，必须符合表3的规定。 1212 △α=∣α1-α2∣，1/℃。 △t等于操作温度减去室温（20℃）。 7．换热管与管板的焊接连接法有何优缺点？焊接接头的形式有哪些？ 答：焊接连接比胀接连接有更大的优越性：在高温高压条件下，焊接连接能保持连接的紧密性；管板孔加工要求低，可节省孔的加工工时；焊接工艺比胀接工艺简单；在压力 不太高时可使用较薄的管板。 焊接连接的缺点是：由于在焊接接头处产生的热应力可能造成应力腐蚀和破裂；同时 管子与管板间存在间隙，这些间隙内的流体不流动，很容易造成“间隙腐蚀”。 焊接接头的形式有：①管板孔上不开坡口； ②管板孔端开60o坡口； ③管子头部不突出管板； ④孔四周开沟槽。 8．换热管采用胀焊结合方法固定于管板上有何优点？主要方法有哪些？ 答：胀焊结合方法的优点：由于焊接连接产生应力腐蚀及间隙腐蚀，尤其在高温高压下，连接接头在反复的热冲击、热变形、热腐蚀及介质压力作用下，工作环境极其苛刻， 容易发生破坏，无论采用胀接或焊接均难以满足要求。而胀焊结合法能提高连接处的 抗疲劳性能，消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用寿命。 主要方法有：先强度焊后贴胀、先强度焊后强度胀、先强度胀后密封焊等多种。 9．管子在管板上排列的标准形式有哪些？各适用于什么场合？ 答：排列的标准形式有：①正三角形和转角正三角形排列，适用于壳程介质污垢少，且不 需要进行机械清洗的场合。 ②正方形和转角正方形排列，一般可用于管束可抽出清洗管间的 场合。 10．《钢制管壳式换热器设计规定》中换热器管板设计方法的基本思想是什么？ 答：其基本思想是：将管束当作弹性支承，而管板则作为放置于这一弹性基础上的圆平板，然后根据载荷大小、管束的刚度及周边支撑情况来确定管板的弯曲应力。由于它比较
电气设计人员电气制图理论知识测评题及答案 姓名：职务：分数： 说明：本试卷满分为190分，及格分数线为114分。 一、 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 选定建筑物室内一层地坪为±0.00而 确定的高度尺寸，称为相对标高。 8. 建筑物中的供电系统采用TN －S 系统供 电的安全性，可靠性最好。 9. RVVP －3×1.5表示塑料绝缘护套屏蔽 铜芯软线，3芯1.5mm2。 10. Φ25厚壁钢管沿地坪暗敷，其敷设代号 （英文含义）为SC25—FC 。 11. MR —200X100表示金属线槽，宽200mm ， 高100mm 。 12. 三根及以上绝缘导线穿于同一根管时, 其导线总结面积不应超过管内总面积的40%。 13. 照明单相分支回路的电流一般不超过： 16A,出线口:25个。 5 屏 C ） A 、GB/T B 、GB/Z C 、GB 2. 如右图所示，将开关手柄达到“F ”位置， 第（B ）组触点被接通。 A1B2C3D 均未接通 3. 是（A ） A 延时闭合的动合触点 B 延时断开的动合触点
C 延时闭合的动断触点 D 延时断开的动断触点 4. 下面哪个是动合触点（A ） ABCD 5. 下面哪个是动断触点（B ） ABCD 6. 下面哪个是按钮触点（C ） 7. 下面哪个是旋钮触点（8. 9. 10. 11. 12. 13. 下面哪个是零序电流继电器的文字符号 (A) AKZCBKDCKZPDKS 14. 下面哪个是差动继电器的文字符号(B) AKZCBKDCKCDKS 15. 下面哪个是无功功率表的电气符号(B) APW(W)BVACPJ(VA..h)DPJ(W..h) 16. 下面哪个是有功电能表的文字符号(D) APW(W)BVACPJ(VA..h)DPJ(W..h) 17. 下列哪个是切换片的文字符号（C ） ATBBXBCXBCDTC 下列哪个是连接片的文字符号（B ） ATBBXBCXBCDTC 18. 是下面哪种设备的图形符号（A ） A 功率因数表 B 相位表 C 频率表 D 无功19.） D 无功功率表是下面哪个设备的图形符号（） A 无功功率表有功电能表D 无功电能表） 有功电能是下面哪个设备的图形符号（） 23. 是下面哪个设备的图形符号（） 24. 是下面哪个设备的图形符号（） 25. 下面哪个是变压器的文字符号。（B ） ALBTCGDTA 26. 下面哪个是发电机的文字符号。（C ） ALBTCGDTA 27. 下面哪个是断路器的文字符号。（B ） AQSBQFCGDTV
1 绪论习题参考答案 1. 从教材中可以找到下列术语的答案 2. HCl 、CH 3OH 、CH 2Cl 2和CH 3OCH 3为极性分子；Cl 2和CCl 4为非极性分子。 3. 参照表1-7 ，可以写出下列化合物的Lewis 结构式 4.亲核试剂： Cl -， -CH 3；亲电试剂：AlCl 3，C 2H 4，CH 4，ZnCl 2，BF 3，CH 3CN ，Ag +， H +，Br +， Fe +， +NO 2，+CH 3；既是亲核试剂又是亲电试剂：H 2O ，CH 3OH ，HCHO 。 5.属于酸的化合物：HBr ，NH 4+；属于碱的化合物：CN -；既是酸又是碱的化合物：NH 3，HS -，H 2O ，HCO 3- 6. 按照碳骨架分类，芳香族化合物为：（1）（2）（3）（4）；脂环(族)化合物为：（5）（6）；开链化合物为：（7）（8）。按照官能团分类，羧酸：（2）（3）（6）（7）；醇：（1）（5）（8）；酚：（4）。 7.按照碳骨架分类，除了(2)和(5)之外都属于不饱和化合物。属于哪一族？(略) 2 烷烃习题参考答案 1 (1) 1° 1°1° 1°2° 2°3° 3°2-甲基-3-乙基己烷 (2)1°1°1°1°2°2°2°3°3°2°3-甲基-5-乙基庚烷 (3) 1° 1°1° 1° 1° 2°2°2°2°2° 3°4° 3,6-二甲基-3-乙基辛烷 (4) 1° 1° 1° 1°1° 1°2°2°2°2°2°3°3° 3°3° 3,5-二甲基-6-异丙基癸烷 (5) 2,3,5,5,7-五甲基辛烷 (6) 2,4,4-三甲基-5-乙基辛烷 (7) 2,7-二甲基-7-乙基壬烷 (8) 2,11,14-三甲基-7- 乙基十六烷 2 (1) (2) (3) (4) (5)CH CH 3CH 3 H 3 C (6) 3 解：烷烃分子间的作用力主要是色散力，随着分子质量增加，色散力增大，使沸点升高。各异构体中，一般是直链烷烃的沸点最高，支链愈多沸点愈低。故沸点：正癸烷＞正庚烷＞正己烷＞2-甲基戊烷＞2,3-二甲基丁烷 4解：含单电子的碳上连接的烷基越多，自由基越稳定，自由基越稳定则形成产物的机会越多。自由基的稳定性次序为： ·C(CH 3)3 ＞ ·CH(CH 3)2 ＞ ·CH 2CH 3 ＞ ·CH 3 5解：C n H 2n+2 = 72，所以n = 5。该烷烃的构造式为： CH 3CHCH 2CH 33 6（1）正己烷 Cl Cl Cl 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 32CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 22CH 2CH 3 （ 2 ）2-甲基戊烷 （3）2,2-二甲基丁烷 CH 3CH 3CH 3CH 2CCH 2CH 3 CH 2CCHCH 3 CH 3CCH 2CH 2 Cl Cl CH 3 CH 33 7解： 8 解：四种典型构象中分子内能最低的是对位交叉式(a)，因为它的两个大基团(CH 3-和Cl-)相距最远，扭转张力最小；分子内能最高的是全重叠式(d)为它的两个大基团相距最近，扭转张力最大；其他两种构象的内能处于上述两种构象之
工程制图复习试题 一、填空题 1.当棱柱的上、下底面与棱线垂直时，称之为；若棱柱的上、下底面与棱线倾斜 时称之为。正棱柱、斜棱柱 2.平面与立体相交，所得的交线称为：，交线所围成的平面图形称为：。截 交线、断面 3.正垂面上的圆在V面上的投影为，在H面上的投影形状为。直线、椭 圆 4.曲线根据其上面点所属平面不同分为：平面曲线和两大类。空间曲线 5.侧平线的_________投影反映直线的实长。侧面 6.求圆锥面上的点的投影常用法和法。纬圆、素线 7.在轴测图中，根据投射方向与轴测投影面P的位置关系可分为轴测图和轴测 图。正、斜 8.组合体尺寸分为，和尺寸三种。定形、定位、总体 9.绘制机械图样时采用的比例，为机件相应要素的线性尺寸与相应要素的线性尺 寸之比。图样、实物 10.图形是圆或大于半圆的圆弧标注_____尺寸；图形是小于半圆的圆弧标注_____尺寸。直径、半 径 11.正等轴测图的伸缩系数是，简化伸缩系数是。0.82、1 12.同一机件如采用不同的比例画出图样，则其图形大小______（相同，不同），但图上所标注的 尺寸数值是______（一样的，不一样的）。不同、一样的 13.投影法分和两大类。中心投影法、平行投影法 14.用平行于正圆柱体轴线的平面截该立体，所截得的图形为_________。矩形 15.用垂直于圆椎轴线的平面截该立体，所截得的图形为。圆 二、判断题 1棱锥的一个面在W面的投影积聚成一条线，面上的一点A在W面的投影也在这条线上。（√）2求棱锥面上点的投影，可以利用素线法来做。（╳）3平面立体相贯，相贯线可能是一组也可能是两组。（√）4曲线的投影只能是曲线。（╳）5直线的投影只能是直线。（╳）6平面截割圆柱，截交线有可能是矩形。（√）7正等测的三个轴间角均为120°，轴向伸缩系数为：p＝r≠q。（╳）8三面正投影图的规律“长对正、高平齐、宽相等”仍然适用于组合体的投影图。（√）9立体的投影图中，正面投影反映形体的上下前后关系和正面形状。（╳） 三、选择题 下列不是曲面立体术语的是（）。 A 素线 B 纬圆 C 椭圆 D 轴线 平面截割圆柱时，当截平面平行于圆柱的轴线时，截交线为（）。 A 矩形 B 圆 C 椭圆 D 都有可能 平面截割圆锥时，当截平面通过锥顶于圆锥体相交时，截交线为（） A 圆或椭圆 B 等腰三角形 C 抛物线 D 双曲线 求直线与平面立体相交时的贯穿点不会用到的方法（）
《化工设备机械基础》习题解答 第八章 塔设备的机械设计 二、填空题 A 组： 1．自支撑式塔设备设计时，除了考虑操作压力以外，还必须考虑（ 自重载荷 ）、（ 风载荷 ）、（ 地震载荷 ）、（ 偏心载荷 ）等载荷。 2．内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力出现在（ 停车 ）时的（ 背 ）风面，其最大组合 轴向压应力为=-i i m ax σ (i i i i --+3 2σσ)。 3. 外压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力出现在（ 非操作 ）时的（ 迎 ）风面，其最大组 合轴向拉应力为=-i i m ax σ（i i i i ---23σσ）。 4．当地震烈度≥（ 7 ）度时，设计塔设备必须考虑地震载荷。 5．内压操作的塔设备，最大组合轴向压应力的稳定条件是：)(32max σσσ+=≤ 中较小值。 6．外压操作塔设备，最大组合轴向拉应力的强度条件是：)(23max σσσ-=≤)][(φσt K 。 7．裙式支座基底截面水压试验时最大组合轴向压应力满足的强度与稳定条件是： sb sb e w A g m Z M M ++ +=-max 0 0max 3.0σ≤ 中的较小值。 8．裙式支座人孔或较大管线引出孔处，水压试验时，最大组合轴向压应力应满足的强度与稳定 条件是： sm sm e w A g m Z M M ?++=--1 1max 11max 3.0σ≤ 中的较小值。 9.裙座与塔体的连接焊缝，如采用对接焊缝，则（ 只需 ）验算焊缝强度；如采用搭接焊缝， 则焊缝同时承受（ 载荷 ）和（ 剪力 ）作用，所以操作或水压试验时，焊缝承受复合剪切应力作用，其验算的强度条件为： w J J w J J v J J Z M A F g m ---++?max w e J J w w J J Z M M A g m ++?--3.0max B 组： 1．塔设备质量载荷包括： （1）（塔设备壳体(包括裙座)质量）01m ； )][(t K σ )9.0(s K σ ≤（t w K ][8.0σ） ≤ (s K σ72.0) )(KB )9.0(s K σ τ )(KB )(KB
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析 由于玻璃钢复合材料的薄壁圆筒结构具有强度高、重量轻、刚度大、耐腐蚀，电绝缘及透微波等优点，目前已广泛应用于航空航天和民用领域中。工程中广泛使用的这些薄壁圆筒，当它们受压缩、剪切、弯曲和扭转等荷载作用时，最常见的失效模式为屈曲。因此，为了保证结构的安全，需要进行屈曲分析。 对结构进行屈曲分析，涉及到较复杂的弹(塑)性理论和数学计算，要通过求解高阶偏微分方程组，才能求解失稳临界荷载，而且只有少数简单结构才能求得精确的解析解。因此，只能采用能量法、数值方法和有限元方法等近似的分析方法进行分析。近20年来，随着计算机和有限元方法的迅猛发展，形成了许多的实用分析程序，提高了对复杂结构进行屈曲分析的能力和设计水平。ABAQUS 就是其中的杰出代表。 1.屈曲有限元理论 有限元方法中，对结构的屈曲失稳问题的分析方法主要有两类：一类是通过特征值分析计算屈曲载荷，另一类是利用结合Newton—Raphson迭代的弧长法来确定加载方向，追踪失稳路径的几何非线性分析方法，能有效分析高度非线性屈曲和后屈曲问题。 1.1线性屈曲 假设结构受到的外载荷模式为。，幅值大小为，结构内力为Q，则静力平衡方程应为 进一步考察结构在载荷作用下的平衡方程，得到 由于结构达到保持稳定的临界载荷时有，代入上式得 该方程对应的特征值问题为 如果忽略几何刚度增量的影响，屈曲分析的方程又可进一步简化为 该方程即为求解线性屈曲的特征值方程。为屈曲失稳载荷因子，为结构失稳形态的特征向量。
1.2非线性屈曲 非线性屈曲分析方法多采用弧长法进行分步迭代计算，在增量非线性有限元分析中，沿着平衡路径迭代位移增量的大小(也叫弧长)和方向，确定载荷增量的自动加载方案，可用于高度非线性的屈曲失稳问题。与提取特征值的线性屈曲分析相比，弧长法不仅考虑刚度奇异的失稳点附近的平衡，而且通过追踪整个失稳过程中实际的载荷、位移关系，获得结构失稳前后的全部信息，适合于高度非线性的屈曲失稳问题。 2.ABAQUS的线性屈曲分析 ABAQUS中提供两种分析方法来确定结构的临界荷载和结构发生屈曲响应的特征形状：线性屈曲分析(特征值屈曲分析)、非线性屈曲分析。 线性屈曲分析用于预测一个理想的弹性结构的理论屈曲强度。它是预期的线性屈曲荷载的上限，可以作为非线性屈曲分析的给定荷载，在渐进加载达到此荷载前，非线性求解必然发散；它还可以作为施加初始缺陷或扰动荷载的依据。所以预先进行特征值屈曲分析有助于非线性屈曲分析，进行特征值屈曲分析是必要的。 3.算例 3.1问题概述 图3-1 实例模型 如图所示两端开口的复合材料薄壁圆筒，底端固支，顶端作用有均匀分布的轴压边载。半径R=152mm，高度300mm，厚度t=0.804mm，对称铺层[±45,0]s，
“画法几何及工程制图”复习资料 复习重点： 1制图基本知识与技术 掌握制图基本知识：制图标准、图纸幅面、字体、绘图比例、图线、尺寸的标注形式。 2 投影法和点的多面正投影 1. 掌握投影法的基本知识：投影的形成及分类、工程上常用的四种图示方法 2. 掌握二面投影图和三面投影图的投影规律 3. 掌握作辅助正投影的方法 3平面立体的投影及线面投影分析 1. 掌握基本平面立体的三面投影图的投影特性 2. 掌握立体上直线的投影特性 3. 掌握立体上平面的投影特性 4. 掌握点、线、面间的相对几何关系 4平面立体构形及轴测图画法 1. 掌握基本平面体的叠加、切割、交接 2. 掌握平面立体的尺寸标注方法 3. 掌握轴测投影原理及平面立体的轴测投影画法 5 规则曲线、曲面及曲面立体 1. 了解曲线的形成与分类 2. 掌握圆的投影的画法，了解圆柱螺旋线投影的画法 3. 了解曲面的形成、分类 4. 掌握曲面投影的表达方法，主要是圆柱面、圆锥面、球面投影的画
法 5. 掌握基本曲面立体（圆柱、圆锥）的投影特性 6. 掌握平面与曲面体或曲表面相交的投影画法7. 了解两曲面体或曲表面相交的投影画法 8. 掌握圆柱与圆锥的轴测图画法 6 组合体 1. 学会使用形体分析法对组合体的形成进行分析 2. 掌握根据实物绘制组合体的三视图的方法 3. 掌握组合体的尺寸注法 4. 掌握组合体三视图的阅读方法，根据组合体的两视图作第三视图 5. 掌握组合体轴测图的画法 7 图样画法 1. 掌握六个基本视图的画法 2. 掌握剖视图的表达方法 3. 掌握断面图的表达方法 4. 掌握在组合体轴测图中进行剖切的画法 5. 了解常用的简化画法 6. 了解第三角画法的概念 8 钢筋混凝土结构图（了解） 1. 了解钢筋混凝土结构的基本知识 2. 掌握钢筋混凝土结构的图示方法 3. 掌握钢筋混凝土结构图的阅读方法 9 房屋建筑图（了解） 1. 了解房屋的组成和各部分的作用，了解房屋的一般设计方法 2. 了解房屋施工图的分类及有关规定 3. 了解房屋总平面图的绘制方法 4. 掌握建筑平面图、建筑立面图、建筑剖面图的绘制方法 5. 了解建筑详图的绘制方法
第一篇习题答案 3．起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P ，设备重G=30kN ，求水平力P 及绳子拉力T 。 解：（1）为研究对象，画受力图。 （2）选坐标轴，列平衡方程。 ∑∑=-?==-?=0 30cos 0030sin 0G T F P T F y x 由式（b ）得，KN G T 64.34866 .030 30cos ==?= （320） 代入式（a ），得 KN T P 32.175.064.3430sin =?=?= （310） 6. 梯子由AB 与AC 两部分在A 处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光滑面上。在AC 上作用有一垂直力P 。如不计梯子自重，当P ＝600N ，a=75℃，h=3m ，a ＝2m 时，求绳的拉力的大小。 P (a) (b)
` （1） 取整体为研究对象，列平衡方程 0cos 2cos 0)(=-=∑ααL N Pa F M B C l Pa N B 2= （2） 取AB 杆为研究对象、 0cos 2cos 0)(=-=∑ααL N Pa F M B A 0cos =-αl N Th B =?? ??==?== 3 275cos 26002cos cos 2cos h Pa h l l Pa h l N T B ααα51.76N 10、两块Q235-A 钢板对焊起来作为拉杆，b=60mm ，δ=10mm 。已知钢板的许用应力为160MPa ，对接焊缝许用应力[σ]＝128MPa ，拉力P=60KN 。试校核其强度。 答：600001006010 N P MPa A b σδ====? 因[]128MPa σσ<= N B C N B N A
实验四 薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定 实验容： 构件在弯扭组合作用下，根据强度理论，其强度条件是[]r σσ≤。计算当量应力r σ，首先要确定主应力，而主应力的方向是未知的，所以不能直接测量主应力。通过测定三个不同方向的应变，计算主应变，最后计算出主应力的大小和方向。本实验测定应变的三个方向分别是-45°、0°和45°。 实验目的与要求： 1、用电法测定平面应力状态下一点的主应力的大小和方向 2、进一步熟悉电阻应变仪的使用，学会1/4桥法测应变的实验方法 设计思路： 为了测量圆管的应力大小和方向，在圆管某一截面的管顶B 点、管底D 点各粘贴一个45°应变花，测得圆管顶B 点的-45°、0°和45°三个方向的线应变 45ε-、0ε、45ε。 应变花的粘贴示意图 实验装置示意图 关键技术分析： 由材料力学公式： 得
从以上三式解得 主应变 根据广义胡克定律 1、实验得主应力 大小 ______ ____________ 122 4545 450450 2 ()2 ()() 2(1)2(1) E E σεε εεεε σμμ - - + ? =±-+- ? -+ ? 实 实 方向_______________ 0454504545 2()/(2) tgαεεεεε -- =+-- 实 2、理论计算主应力 3、误差 实验过程 1.测量试件尺寸、力臂长度和测点距力臂的距离，确定试件有关参数。附表1
2.拟定加载方案。先选取适当的初载荷P0(一般取P o=lO％P max左右)。估算P max(该实验载荷围P max<400N)，分4～6级加载。 3．根据加载方案，调整好实验加载装置。 4．加载。均匀缓慢加载至初载荷P o，记下各点应变的初始读数；然后分级等增量加载，每增加一级载荷，依次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。实验至少重复两次。 5．作完试验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导教师检查签字。 6.实验装置中，圆筒的管壁很薄，为避免损坏装置，注意切勿超载，不能用力扳动圆筒的自由端和力臂。 附表1 (试件相关数据) 实验结果处理
《化工设备机械基础》习题解答 第一章化工设备材料及其选择 一. 名词解释 A组： 1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变 形的现象。 2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。 3.弹性模数(E)：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。 4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。 5.冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及 时和迅速塑性变形的能力。 6.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。对于钢材，μ=0.3 。 7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。 8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。 9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。 10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。 B组： 1.镇静钢：镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂 Si, Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。把FeO中的氧还原出来，生 成SiO2和Al2O3。钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。 2.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生自 脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。沸腾钢锭中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不 同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。 3.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。 4.低碳钢：含碳量低于0.25%的碳素钢。 5.低合金钢：一般合金元素总含量小于5%的合金钢。 6.碳素钢：这种钢的合金元素含量低，而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。 7.铸铁：含碳量大于2%的铁碳合金。 8.铁素体：碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体叫铁素体。 9.奥氏体：碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体叫奥氏体。 10.马氏体：钢和铁从高温奥氏体状态急冷下来，得到一种碳原子在α铁中过饱和的固溶体。 C. 1.热处理：钢铁在固态下通过加热,保温和不同的冷却方式，以改变其组织、满足所需要的物理,化学与机械性能， 这样的加工工艺称为热处理。 2.正火：将加热到临界点以上的一定温度，保温一段时间后的工件从炉中取出置于空气中冷却下来，冷却速度比退 火快，因而晶粒细化。 3.退火：把工件加热到临界点以上的一定温度，保温一段时间，然后随炉一起冷却下来，得到接近平衡状态组织的 热处理方法。 4.淬火：将钢加热至淬火温度（临界点以30～50oC）并保温一定时间，然后再淬火剂中冷却以得到马氏体组织的一 种热处理工艺。淬火可以增加工件的硬度、强度和耐磨性。 5.回火：在零件淬火后再进行一次较低温度的加热与冷却处理工艺。回火可以降低和消除工件淬火后的内应力，使 组织趋于稳定，并获得技术上所要求的性能。
第三章、 3—1内压薄壁壳体强度计算 目的要求：使学生掌握内压圆筒内压球形壳体的强度计算，以及各类厚度的相互关系。 重点难点：掌握由第一强度理论推出的内压圆筒，内压球形壳体的强度计算公式。 第三章 内压薄壁容皿 本章的任务就是在回转薄壁壳体应力分析的基础上，推导出内压薄壁容皿强度计公式。本章的压力容皿设计计算公式，各种参数制造要求以及检验标准均与GB150-1998《钢制压力容皿》保持一致。 第一节 压内薄壁壳体强度计算 一、 内压圆筒 为了保证圆筒受压后不破裂，[根据第一强度理论]应使筒体上最大应力，即环向应力2σ小于等于材料在设计温度下的许用应力[]t σ 用公式表达：2[]2t P D σσδ =≤ ，其中P-设计压力。 1）中径0() 2 i D D + 此外还应考虑到，筒体在焊接的过程中，对焊金属组织的影响以及焊接缺陷（夹渣、气孔、未焊透等）影响缝焊的强度（使整本强度降低），所以将钢板的许用应力乘以一个小于1的焊接接头系数，以弥补焊接可能出现的强度削弱，故 2[]2t P D σσδ=≤ ：[]2t P D σ?δ≤ 此外，工艺计算时通常以i D 做为基本尺寸，故将i D D δ=+代入上式： 则 () []2t i P D δσ?δ +≤ 可解出δ，同时根据GB150-1998规定，确定厚度时的压力用计算压力c p 代替。 最终内压薄壁圆筒体的计算厚度δ： 2[]C i t C P D P δσ?= - 适用：0.4[]t C P σ≤ 考虑到介质时皿壁的腐蚀，确定钢板厚度时，再加上腐蚀裕量： 2C d δδ+=——圆筒的设计厚度
再考虑到钢板供货时的厚度偏差，将设计厚度加上厚度负偏差，再向上圆整三规格厚度，这样得到名义厚度。 21d C C δδ=++?+ 筒体强度计算公式，除了可以决定承压筒体所需的最小壁厚外，还可用该公式确定设计温度下圆筒的最大允许工作压力，对容皿进行强度校核；可以计算其设计温度下计算应力，判断指定压力下筒体的安全。 例：设计温度下圆筒的最大允用工作压力 由 () []2t i p D δσδ +≤ 推导而来 12()e n C C δδ=-+ 2[][]t e W i e P D δσ? δ≤ + 设计温度下圆筒的计算应力： () [][]2t t c i e e P D δσσ?δ+= ≤ 采用计算压力c p 及i D 代替D ，并考虑焊接头系数?的影响上式变形成： () []4t i P D δσ?δ +≤ 则设计温度下球壳的厚度计算： 0.6[]4[]t c i c t c P D P P δσ?σ?= ≤-范围: 考虑腐蚀裕量，设计厚度： 24[]c i d t c P D C P δσ?= +- 再考虑钢板厚度负偏差C 1，再向上图整得到钢板的名义厚度 12n C C δδ=+++ ，同理，确定球壳的最大允许工作压力[Pw]，并对其强度进行 校核。 4[][]() () []t w i e t t t c e e P D P Di σ?δδσσ? σδ= ++= ≤ 最大允许工作压力 设计温度下球壳计算应力 对比内压薄壁球壳与图筒的壁厚公式：当前件相同时，球壳的壁厚约为圆筒