青 岛 科 技 大 学
二○一六年硕士研究生入学考试试题
考试科目：过程设备设计
注意事项：1．本试卷共5道大题（共计32个小题），满分150 分；
2．本卷属试题卷，答题另有答题卷，答案一律写在答题卷上，写在该试题卷上或草纸上均无效。要注意试卷清洁，不要在试卷上涂划；
3．必须用蓝、黑钢笔或签字笔答题，其它均无效。
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一、判断题（正确的划“√”错误的划“X”，错的请简要说明理由。每题3分，共30分）
1、脆性断裂的特征是断裂时容器无明显塑性变形，端口平齐，并与轴向平行，断裂的速度快，常使容器断裂成碎片。 （ ）
2、有效厚度为名义厚度减去腐蚀裕量。（ ）
3、钢材化学成分对其性能和热处理有较大影响，提高含碳量可使其强度和可焊性增加。（ ）
4、盛装毒性程度为高度危害介质的容器制造时，容器上的焊接接头应进行100%射线或超声检测。（ ）
5、承受均布载荷时，周边简支圆平板和周边固支圆平板的最大应力都发生在支承处。（ ）
6、筒体是压力容器最主要的受压元件之一，制造要求高，因此筒体的制造必须使用钢板卷压成圆筒并焊接而成。（ ）
7、检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生，所有压力容器必须开设检查孔。（ ）
8、容器焊接后采用磨平的方式去掉焊缝余高，则焊缝系数等于1。（ ）
9、伍德式密封属于自紧式密封。（ ）
10、制造圆筒形容器时，周向焊缝的质量要求比轴向焊缝高。（ ）
二、填空题（每空1分，共30分）
1、外压容器按受力方向和失稳时的变形特征，有 和 。
2、压力容器无损检测方法包括： 、 、 、 、 。
3、内压薄壁封头和壳体的强度计算公式是以 理论为基础，采用 失效准则，以 强度理论建立强度条件而推导出来的。
4、直径与壁厚分别为D，δ的薄壁圆筒壳，承受均匀侧向外压p作用时，其环向应力
σθ= ，经向应力σφ= ，它们均是 应力，且与圆筒的长度L 关。
5、压力容器焊接接头常见的内部缺陷有 、 、 、 、 。
6、直立设备塔除承受工作介质压力作用外，一般还承受 、 、 、 。
7、高压厚壁圆筒的失效准则为' 、 、 。
8、中压容器是指其设计压力为 。
9、受外压作用的长圆筒首先发生的是 ，而不是 。
10、GB150规定的圆筒外压周向稳定安全系数是 。
三、名词解释（每题4分，共20分）
1、边缘效应 2、垫片系数 3、无力矩理论 4、等面积补强 5、外压容器失稳
四、简答题（每题8分，共40分）
1、推导无力矩理论的基本方程时，在微元截取时，能否采用两个相邻的垂直于轴线的横截面代替教材中与经线垂直、同壳体正交的圆锥面？为什么？
2、单层厚壁圆筒同时承受内压Pi与外压Po用时，能否用压差ΔP=Pi-Po代入仅受内压或仅受外压的厚壁圆筒筒壁应力计算式来计算筒壁应力？为什么？
3、有两个厚壁圆筒，一个是单层，另一个是多层圆筒，二者径比K和材料相同，试问这两个厚壁圆筒的爆破压力是否相同？为什么？
4、试画图比较承受均布载荷作用的圆平板，在周边简支和周边固支情况下的最大弯曲应力的大小和位置。
5、两个直径、厚度和材质相同的圆筒，承受相同的周向均布外压，其中一个为长圆筒，另一个为短圆筒，试问它们的临界压力是否相同，为什么？在失稳前，圆筒中周向压应力是否相同，为什么？随着所承受的周向均布外压力不断增加，两个圆筒先后失稳时，圆筒中的周向压应力是否相同，为什么？
五、计算题：(每题15分，共30分)
1、某化工厂反应釜，内直径1400mm，设计温度170℃、工作压力1.5MPa，釜体上装有安全阀，其开启压力1.6MPa，釜体材料0Cr18Ni10Ti钢板，双面对接焊，全部无损检测，腐蚀裕量0，该材料常温许用应力为137MPa，设计温度下的许用应力为134.2MPa。试确定反应釜筒体和该反应釜标准椭圆形封头的厚度，以及它们的有效厚度。
2、有一圆筒，其内径为1000mm，厚度为10mm，长度为20m，材料为20R（σb=400MPa，
σs=245MPa，E=2×105MPaμ=0.3）。
(1)在承受周向外压力时，求其临界压力Pcr。
(2)在承受内压力时，求其爆破压力Pb，并比较其结果。
(3)若将圆筒体的长度改为2m，其它参数不变，在进行（1）（2）两项的计算，并将计算结果进行比较。
