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文件名称:过程设备设计复习题.docx
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更新时间:2025-06-22
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文档摘要

有一外径为?219的氧气瓶,最小壁厚为6.5mm,材质为40Mn2A,工作压力为15MPa,

试求氧气瓶筒身的应力。

D ?219 t?6.5 p?15MPa D?D

o o

?t?212.5

? ?PD?15?212.5

?122.6MPa

? 4t 4?6.5

? ?PD

?15?212.5?255.2MPa

? 2t 2?6.5

有一圆筒形容器,两端为椭圆形封头,圆筒平均直径D=2025mm,壁厚20mm,工作压力p=2MPa。

试确定(1)试求筒身上的应力

(2)假设椭圆形封头的a/b分别为2、2、3,t=20mm,确定封头上最大应力值

D?2025mm t?20mm p?2MPa

①? ?

PD?

2?2025

?50.5MPa ?

?PD

?2?2025

?101MPa

? 4t 4?20 ? 2t 2?20

②顶点? ??

?1?

a?PD?a

?50.5a

? ? 2

筒b 4t b b

赤道?

?1?

?2?a2??

PD? a2? ? a2?

2?

2? ? ?

?? 2 筒?

?

?

b2?

?

4t?

?

b2?

? ?

? b2?

? ?1? ?

? 2 筒

PD?50.5

4t

当a/b=2时顶点??????101MPa

赤道????101MPa ???50.5MPa最大应力在顶点处有拉应力101MPa,赤道处有压应力101MPa当a/b=2时顶点??????71.2MPa

赤道???0MPa ???50.5MPa

最大应力在顶点处有拉应力71.2MPa

当a/b=3时顶点??????151.5MPa

赤道????353.5MPa ???50.5MPa

最大应力在赤道处有压应力353.5MPa

有一立式圆筒形储油罐,罐体直径5000mm,厚度3mm,油液高度18m,油的密度为??700kg/m3,g取10

当P0=0时,油罐筒体上最大应力。

当P0=0.1MPa时,油罐筒体上的应力及最大应力。

D ?5000mm t?3mm H?18mm

o

由于壁厚t与壁相差较大,因此D?D

o

①p ?0时 p??gh

o

? ?PD?

?ghD

?700?10?5?h?10?6

?5.83h ? ?0

? 2t 2t 2?3?10?3 ?

最大应力???5.83h?5.83?18?105MPa

②p ?0.1时 p?0.1??gh

o

? ?PD?0.1?5000

?41.7MPa

? 4t 4?3

? ?PD?0.1?5000?700?10?5?h?10?6

?83.3?5.83h

? 2t 2?3 2?3?10?3

最大应力83.3+5.83×18=188.2MPa

封闭厚壁筒有钢〔E?2?106MPa ??0.3〕制成,其内径R

i

?10mm,外径

R ?40mm,承受内压P

o i

?300MPa

试求圆筒内壁外壁和中间面的应力值并简洁争论之

R?10mm R

i o

?40mm k?R

oR

o

i

?4 P

i

?300MPa

? P ? R2? ? R2?

?? i ?1? o??20?1? o?

k2?1? r2?

? r2?

? P ? R2? ? R2?

? i ?1? o??20?1? o?

r k2?1? r2

P? ? i ?20

P

z k2?1

? ? r2?

r?10r?25r?40

?

?

340

71.2

40

? ?

r z

-300 20

-31.2 20

0 20

①?>?>? 内壁处?最大

? r z ?

?

??r?r?

?k2?1?8.5

②? i 2

???rr?

?

o

不均匀

③? ?1??

? 2 ?

???

r

有一承受内压的厚壁圆筒,其内径 200mm,外径400mm,材料为16MnR,屈服

??265MPa,极限强度? ?450MPa

s b

试求①内壁开头屈服的压力

②当壁厚一半到达屈服时的压力

③整体屈服压力

④爆破压力

R?200mm R

i