化工设备期末考查题

简答题1．应力、应变的概念及应力集中现象。（5分）2．塑性材料拉伸过程分为哪几个阶段，分析构件失效的判据。（10分）3．强度条件表达式（说明各参数意义）及应用领域。（5分）4．弯曲变形强度条件表达式，并说明各参数意义。（5分）5．材料的力学性能，逐条分析对构件的影响。（5分）6．正火、淬火的过程及目的。（5分）7．无力矩理论的基本假设。（5分）8．各种容器形式的特点。（5分）9．焊接接头系数、厚度负偏差、腐蚀裕量及设计压力如何取值。（10分）10．外压筒体设计与内压筒体设计的区别。（10分）11．各种封头形式的特点。（5分）12．法兰的密封原理。（5分）13．法兰如何选型（包括密封面型式，垫片的材料及公称直径、公称压力）（10分）14．开孔补强设计及原因。（5分）15．塔设备的载荷种类。（5分）16．塔体及裙座的危险截面位于何处。（5分）11、应力stress物体由于外因（载荷、温度变化等）而变形时，在它内部任一截面的两方出现的相互作用力，称为“内力”。内力的集度，即单位面积上的内力称为“应力”。应力可分解为垂直于截面的分量，称为“正应力”或“法向应力”（用符号σ表示）；相切于截面的分量称为“剪应力或切应力”（用符号τ表示）。应力的单位为Pa。应力的概念应力是反映物体一点处受力程度的力学量.在外力作用下物体内部产生分布内力物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力，同截面相切的称为剪应力或切应力。应力会随着外力的增加而增长，对于某一种材料，应力的增长是有限度的，超过这一限度，材料就要破坏。对某种材料来说，应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。将测定的极限应力作适当降低，规定出材料能安全工作的应力最大值，这就是许用应力。材料要想安全使用，在使用时其内的应力应低于它的极限应力，否则材料就会在使用时发生破坏。2、应变strain应变又称“相对变形”。物体由于外因(载荷、温度变化等）使它的几何形状和尺寸发生相对改变的物理量。物体某线段单位长度内的形变（伸长或缩短），即线段长度的改变与线段原长之比，称为“正应变”或“线应变”，用符号ε表示；两相交线段所夹角度的改变，称为“切应变”或“角应变”，用符号γ表示。在变形前为六面体形状的单元体，其形变可分解为六个独立的分量，故应变也有六个独立的分量即三个线应变分量（εx、εy、εz）和三个角应变分量(γx、γy、γz）。变形后单元体积元素的改变值与原单元体积的比值称为“体积应变”。3、应力集中stressconcentration应力集中是指受力构件由于几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。21，弹性阶段（应力应变比列增加，卸载荷载可以恢复原状）；2，屈服阶段（应变的增加大于应力的增加，开始产生塑性变形，应力下限即为屈服点）；3，强化阶段（应变增加应力也增加，最大值即为极限抗拉强度）4，颈缩阶段（应变增加应力下降，产生“颈缩”断裂）。失效由于材料力学行为而使构件丧失正常功能的现象，失效分类：强度失效:由于断裂或屈服引起的失效。刚度失效：由于过量的弹性变形引起的失效。屈曲失效：由于平衡构件的突然转变而引起的失效。疲劳失效：由于交变应力的作用，初始裂纹不断扩展而引起的脆性断裂。蠕变失效：在一定的温度和应力下，应变随着时间的增加而增加，最终导致构件失效。松弛失效：在一定的温度下，应变保持不变，应力随着时间增加而降低，从而构件失效3456淬火：将刚才加热、保温后，快速冷却到室温的过程。快速冷却，得到马氏体组织。采用的淬火介质有水，油，盐类等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。正火：正火是将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织（1）去除材料的内应力（2）降低材料的硬度这样是为了接下来的加工做准备。和退火差不多的作用，只是为了提高效率，降低成本。712法兰密封的原理是：法兰在螺栓预紧力的作用下，把处于密封面之间的垫片压紧。施加于单位面积上的压力（压紧应力）必须达到一定的数值才能使垫片变形而被压实，密封面上由机械加工形成的微隙被填满，形成初始密封条件。所需的这个压紧应力叫垫片密封比压力，以y表示，单位为MPa。密封比压力主要决定于垫片材质。显然，当垫片材质确定后，垫片越宽，为保证应有的比压力，垫片所需的预紧力就越大，从而螺栓和法兰的尺寸也要求越大，所以法兰联接中垫片不应过宽，更不应该把整个法兰面都铺满垫片。当设备或管道在工作状态时，介质内压形成的轴向力使螺栓被拉伸，法兰密封面沿着彼此分离的方向移动，降低了密封面与垫片之间的压紧应力。如果垫片具有足够的回弹能力，使压缩变形的回复能补偿螺栓和密封面的变形，而使预紧密封比压值至少降到不小于某一值(这个比压值称为工作密封比压)，则法兰密封面之间能够保持良好的密封状态。反之，垫片的回弹力不足，预紧密封比压下降到工作密封比压以下，甚至密封处重新出现缝隙，则此密封失效。因此，为了实现法兰联接处的密封，必须使密封组合件各部分的变形与操作条件下的密封条件相适应，即使密封元件在操作压力作用下，仍然保持一定的残余压紧力。为此，螺栓和法兰都必须具有足够大的强度和刚度，使螺栓在内压形成的轴向力作用下不发生过大的变形。