今天给各位分享压力容器应力测试实验思考题的知识,其中也会对压力容器应力分析报告进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!,本文目录一览:,1、,压力容器水压试验压力应该怎样计算?,3、,压力容器 耐压试验相关问题,4、,压力容器 有限元分析,5、,高分求压力容器检验方面的问题,6、,急!!!
今天给各位分享压力容器应力测试实验思考题的知识,其中也会对压力容器应力分析报告进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
本文目录一览:
- 1、压力容器水压试验压力应该怎样计算?
- 2、大学物理实验的3道思考题。急!!!
- 3、压力容器 耐压试验相关问题
- 4、压力容器 有限元分析
- 5、高分求压力容器检验方面的问题
- 6、急!!!压力容器常用的检测方法及应用
压力容器水压试验压力应该怎样计算?
压力容器水压试验应力校核压力容器应力测试实验思考题,
应当根据国标GB 150.1-2011第4.6.3要求压力容器应力测试实验思考题,
应力计算根据GB 150.3-2011第三章要求。
大学物理实验的3道思考题。急!!!
用拉伸法测量杨氏弹性模量
任何物体在外力作用下都会发生形变,当形变不超过某一限度时,撤走外力之后,形变能随之消失,这种形变称为弹性形变。如果外力较大,当它的作用停止时,所引起的形变并不完全消失,而有剩余形变,称为塑性形变。发生弹性形变时,物体内部产生恢复原状的内应力。弹性模量是反映材料形变与内应力关系的物理量,是工程技术中常用的参数之一。
一. 实验目的
1. 学会用光杠杆放大法测量长度的微小变化量。
2. 学会测定金属丝杨氏弹性模量的一种方法。
3. 学习用逐差法处理数据。
二. 实验仪器
杨氏弹性模量测量仪支架、光杠杆、砝码、千分尺、钢卷尺、标尺、灯源等。
三. 实验原理
在形变中,最简单的形变是柱状物体受外力作用时的伸长或缩短形变。设柱状物体的长度为L,截面积为S,沿长度方向受外力F作用后伸长(或缩短)量为ΔL,单位横截面积上垂直作用力F/S称为正应力,物体的相对伸长ΔL/L称为线应变。实验结果证明,在弹性范围内,正应力与线应变成正比,即
(3-1-1)
这个规律称为虎克定律。式中比例系数Y称为杨氏弹性模量。在国际单位制中,它的单位为N/m2,在厘米克秒制中为达因/厘米2。它是表征材料抗应变能力的一个固定参量,完全由材料的性质决定,与材料的几何形状无关。
本实验是测钢丝的杨氏弹性模量,实验方法是将钢丝悬挂于支架上,上端固定,下端加砝码对钢丝施力F,测出钢丝相应的伸长量ΔL,即可求出Y。钢丝长度L用钢卷尺测量,钢丝的横截面积 ,直径 用千分尺测出,力F由砝码的质量求出。在实际测量中,由于钢丝伸长量ΔL的值很小,约 数量级。因此ΔL的测量采用光杠杆放大法进行测量。
(a) (b)
1—反射镜和透镜;2—活动托台;3—固定托台;4—标尺;5—光源
图3-1-1 光杠杆装置及测量原理图
光杠杆是根据几何光学原理,设计而成的一种灵敏度较高的,测量微小长度或角度变化的仪器。它的装置如图3-1-1(a)所示,是将一个可转动的平面镜M固定在一个⊥形架上构成的。
图3-1-1(b)是光杠杆放大原理图,假设开始时,镜面M的法线正好是水平的,则从光源发出的光线与镜面法线重合,并通过反射镜M反射到标尺n0处。当金属丝伸长ΔL,光杠杆镜架后夹脚随金属丝下落ΔL,带动M转一θ角,镜面至M′,法线也转过同一角度,根据光的反射定律,光线On0和光线On的夹角为2θ。
如果反射镜面到标尺的距离为D,后尖脚到前两脚间连线的距离为b,则有
;
由于θ很小,所以 ;
消去θ,得 ( ) (3-1-2)
由于伸长量ΔL是难测的微小长度,但当取D远大于b后,经光杠杆转换后的量 却是较大的量,2D/b决定了光杠杆的放大倍数。这就是光放大原理,它已被应用在很多精密测量仪器中。如:灵敏电流、冲击电流计、光谱仪、静电电压表等。
将(3-1-2)式代入(3-1-1)式得:
(3-1-3)
本实验使钢丝伸长的力F,是砝码作用在纲丝上的重力mg,因此杨氏弹性模量的测量公式为:
(3-1-4)
式中,Δn与m有对应关系,如果m是1个砝码的质量,Δn应是荷重增(或减)1个砝码所引起的光标偏移量;如果Δn是荷重增(或减)4个砝码所引起的光标偏移量,m就应是4个砝码的质量。
图3-1-2 测量装置图
四. 实验内容
1. 仪器调节
(1)按图3-1-2安装仪器,调节支架底座螺丝,使底座水平(观察底座上的水准仪)。
(2)调节反射镜,使其镜面与托台大致垂直,再调光源的高低,使它与反射镜面等高。
(3)调节标尺铅直,调节光源透镜及标尺到镜面间的距离D,使镜头刻线在标尺上的像清晰。再适当调节反射镜的方向、标尺的高低,使开始测量时光线基本水平,刻线成像大致在标尺中部。记下刻线像落在标尺上的读数为n。
注意:此时仪器已调好,在测量时不能再调了!
2. 测量
(1)逐次增加砝码,每加一个砝码记下相应的标尺读数 ,共加8次,然后再将砝码逐个取下,记录相应的读数 ′,直到测出 为止。
加减砝码时,动作要轻,防止因增减砝码时使平面反射镜后尖脚处产生微小振动而造成读数起伏较大。
(2)取同一负荷下标尺读数的平均值 ,用逐差法求出钢丝荷重增减4个砝码时光标的平均偏移量Δn。
(3)用钢卷尺测量上、下夹头间的钢丝长度L,及反射镜到标尺的距离D。
(4)将光杠杆反射镜架的三个足放在纸上,轻轻压一下,便得出三点的准确位置,然后在纸上将前面两足尖连起来,后足尖到这条连线的垂直距离便是b。
(5)用千分尺测量钢丝直径d,由于钢丝直径可能不均匀,按工程要求应在上、中、下各部进行测量。每位置在相互垂直的方向各测一次。
五. 数据处理
1.测量钢丝的微小伸长量,记录表如下
序号
i
砝码质量
M(Kg)
光标示值ni(cm)
光标偏移量
δn=ni+4-ni(cm)
偏差
∣δ(δn)∣
增荷时
减荷时
平均值
1
2
3
4
5
6
7
钢丝微小伸长量的放大量的测量结果为Δn=( ± )cm
2. 测量钢丝直径记录表 d0= mm
测量部位
上 部
中 部
下 部
平均值
测量方向
纵 向
横向
纵 向
横 向
纵 向
横 向
d(mm)
不确定度 mm
测量结果d=( ± )mm
3. 单次测L、D、b值:
L=( ± )m;
D=( ± )m;
b=( ± )m
4. 将所得各量带入(3-1-4)式,计算出金属丝的杨氏弹性模量,按传递公式计算出不确定度,并将测量结果表示成标准式 ( ± )N/m2。
六.问题讨论
1. 两根材料相同,但粗细、长度不同的金属丝,它们的杨氏弹性模量是否相同?
2. 光杠杆有什么优点?怎样提高光杠杆的灵敏度?
3. 在实验中如果要求测量的相对不确定度不超过5%,试问,钢丝的长度和直径应如何选取?标尺应距光杠杆的反射镜多远?
4. 是否可以用作图法求杨氏弹性模量?如果以所加砝码的个数为横轴,以相应变化量为纵轴,图线应是什么形状?
附表:常用金属与合金的杨氏弹性模量
物质名称
杨氏弹性模量
(1011达因/厘米2)
物 质 名 称
杨氏弹性模量
(1011达因/厘米2)
铝
7.0
铸铜(99.9%)
7.44
铸铁(99.99%)
13.8
精炼或韧炼铜(99.99%)
8.00
韧炼铁(99.99%)
17.2
黄铜
11.0
钢
17.2~22.6
磷青铜
12.0
铂(韧炼 99.99%)
14.7
锰铜
10.3
钨
34
康铜
15.2
铅(模砂铸造99.73%)
1.38
镍铬
21.0
压力容器 耐压试验相关问题
个人理解:
1.
设计压力是容器顶部压力容器应力测试实验思考题的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不得低于工作压力。而设备实际实际水压试验等工况可能会高于设计压力(液柱静压力等)
2.
试验压力检测设备的整体强度等因素,试验压力先升至高于设计压力然后降至设计压力,一方面使得设备整体强度得到检测,另一方面使得设备外层具有一定的收缩应力,使得内压设备在操作时更安全,并使得一些尖锐的扩张性缺陷不易产生泄露。
没有专家说的专业,大致看到一些这方面的东西,希望能给你一些帮助压力容器应力测试实验思考题!
压力容器 有限元分析
对压力容器进行有限元分析,是解决压力容器理论计算强度的一种有效途径。
压力容器,英文:pressure vessel,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。
1、压力容器制造工序一般可以分为:原材料验收工序、划线工序、切割工序、除锈工序、机加工(含刨边等)工序、滚制工序、组对工序、焊接工序(产品焊接试板)、无损检测工序、开孔划线工序、总检工序、热处理工序、压力试验工序、防腐工序。
2、不同的焊接方法有不同的焊接工艺。焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分,焊件结构类型,焊接性能要求来确定。首先要确定焊接方法,如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等等,焊接方法的种类非常多,只能根据具体情况选择。确定焊接方法后,再制定焊接工艺参数,焊接工艺参数的种类各不相同,如手弧焊主要包括:焊条型号(或牌号)、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等等。
有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。
有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用,例如用多边形(有限个直线单元)逼近圆来求得圆的周长,但作为一种方法而被提出,则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算,并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力,随着计算机技术的快速发展和普及,有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域,成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。
高分求压力容器检验方面的问题
通常情况下,压力容器制造完成出厂前是必须要经过当地特种设备监督检验机构的出厂监督检验的。检验合格后会颁发质量证明书并有CS的监督检验标志。
提供一个方案:
1、在用压力容器检测方案的内容应包括以下诸条:
①依据的条例、规范、规程、标准,图纸上的技术要求。
②压力容器技术参数。
③检验的分类:竣工检验、投产复验、定期检验、非定期检验。
④检测部位、检测方法和技术标准要求。
⑤检测程序
停车——切断一切与设备有关的电源——关闭一切与设备有关的阀门——置换清洗——解体(取出内件)——内、外表面处理(拆除保温层、喷砂、除锈等)——内、外部宏观检查、测厚、无损探伤、金相检验等——消除缺陷——中间检测——水压试验——最终检测。
⑥安全检测要求。
2、影响在用压力容器检测方案的因素
在具体制定在用压力容器检测方案时,由于所检测压力容器的工作条件、容器结构、安装位置及常用检测方法特点的影响,方案将是具体而不同的。在方案制定时,必须充分考虑和正视这些矛盾的特殊性,否则,就可能导致失败。下面就这几个方面谈谈看法。
①常见检测方法的特点及适应范围的影响
在本网“常用五大无损检测方法特点比较表”中,列出了常用五大无损检测方法的使用范围、检测灵敏度及主要优、缺点等。在具体制定检测方案时,就要根据所检容器的特点及各种检测方法的特点,进行配套选用。
例如,检测内部缺陷选用射线探伤、超声波探伤;
检测表面缺陷选用磁粉探伤、渗透探伤和涡流探伤;
检测气孔、夹渣一类体积状缺陷,可先选用射线探伤;
检测内部裂纹一类线状缺陷,主要先选用超声波探伤。由于超声波探伤中,上、下表面盲区的影响,对于壁厚10毫米以下的容器检测判伤难度较大,所以对于薄壁容器和中、低压管线的检测,以X射线探伤为主;只有在容器内件无法抽出,又无法从内壁贴片时,才选用超声波探伤,进行参考性的检验。
若要检测铁磁性材料的表面及近表面缺陷,以选用磁粉探伤为佳,因为磁粉探伤较渗透探伤灵敏度高,而且检测速度快;对于非铁磁性材料表面缺陷的检测,选用渗透探伤是对的;
对于大型容器的小局部的表面探伤,且灵敏度要求一般,亦可选用渗透探伤。
除了根据以上特点进行选用外,还应采用多种探伤方法进行综合探伤,以补充相互间的不足,达到较全面的检测目的。
②容器工作参数、压力、温度、结构对检测方案的影响
容器的工作参数:温度、压力、介质和材质,这些因素都将影响到缺陷的产生和扩展,在制定检测方案时都要作具体的分析研究,分别予以对待。
不同压力容器,低压、中压、高压、超高压,危险性和可能产生缺陷的机率不同,应分别对待;
不同温度的容器,常温容器、低温容器、高温容器,可能产生的缺陷不同,低温容器要注重发现有无冷脆裂纹,高温容器则要注意是否产生蠕变、脱碳及球化等缺陷;不同介质的容器、易燃易爆介质、有毒介质和腐蚀介质,除注意致密性检查外,要特别注意腐蚀性缺陷,尤其是应力腐蚀裂纹的产生;
不同材料的容器,碳素钢、不锈钢、普通低合金钢、高强度钢、低温钢、耐热钢、容器用钢和非容器用钢等,它们的性能不同,使用的温度、压力、介质也不同,结合工作条件分析可能产生的缺陷,有针对性地检查。
③容器和结构形状,容器的安装位置的影响
不同结构形式的容器,所需采用的检测方法不同,要有针对性地分析,采取有效的方法。
焊接容器主要是检查焊接接头区的缺陷;
锻造容器主要检查锻造壳体的锻造内部裂纹、表面裂纹和折叠等;
单层容器和多层容器、复合层容器、衬里形容器;
有内件的容器和没有内件的容器;
球形容器和筒形容器;
法兰连接容器和固定管板式连接不可能拆卸的容器;
有人孔可以进入内部检测的,和只能从外部进行检测的容器等等。
所有这些在制定检测方案时都要予以考虑的,做到切实可行,准确有效。
本网中“在用石油化工设备定期监测方案”试就有关因素的条件下,检验方法及检测部位作些探讨,供制定检测方案时的参考。
制定检测方案时,还应当考虑容器安装地点所处的空间位置,如离建筑物、构筑物的距离、设备之间的距离,是否影响检测手段的实施。又例如,高大的容器,要对内、外焊缝及容器壁进行检测,则需要事先搭好架子或做好滑梯、吊框等。
急!!!压力容器常用的检测方法及应用
压力容器的检测分有损检测和无损检测和密封性检验
一、有损检测的方法
现代有损检测的定义是:对材料进行破坏性试验,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。
(一)机械性能试验
它包括拉伸、弯曲、冲击、硬度等内容。
由于以上检验需要将材料(或试件)在精密的实验仪器上做相应的检验,因此,它可以直观 、准确的检测出材料和容器制造中的焊接接头的内部及表面的结构,性能,因此,广泛应用于压力容器的材料、制造等领域。
(二 )其他性能试验
它包括金相、腐蚀、化学成分等内容。
借助金相仪、化学腐蚀、化学分析仪等,对材料和试件进行钢材组织检测,是压力容器不可或缺的一项检验手段。
二、无损检测方法
现代无损检测的定义是:在不损坏试件的前提下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。
(一)射线检测
射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外,对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。
射线检测方法可获得缺陷的直观图像,对长度、宽度尺寸的定量也比较准确,检测结果有直观纪录,可以长期保存。但该方法对体积型缺陷(气孔、夹渣)检出率高,对体积型缺陷(如裂纹未熔合类),如果照相角度不适当,容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件,且检测成本高、速度慢,同时对人体有害,需做特殊防护。
(二)超声波检测
超声检测(Ultrasonic Testing,UT)是利用超声波在介质中传播时产生衰减,遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。
超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹,还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。
该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点,且超声波探伤仪体积小、重量轻,便于携带和操作,对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷,此外,该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。
(三)磁粉检测
磁粉检测(Magnetic Testing,MT)是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。
在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段,磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。
磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快,检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料,工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。
(四)渗透检测
渗透检测(PenetrantTest,PT)是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷,其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中,用去除剂清除多余渗透液后,用显像剂表示出缺陷。
渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料,如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用,必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块,使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。
该方法操作简单成本低,缺陷显示直观,检测灵敏度高,可检测的材料和缺陷范围广,对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验,对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高,还可用于磁粉检测无法应用到的部位。
(五)声发射检测
声发射(Acoustic Emission,AE)是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。
压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号,根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。
声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的,对缺陷的变化极为敏感,可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息,检测灵敏度很高。此外,因为绝大多数材料都具有声发射特征,所以声发射检测不受材料限制,可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。
(六)磁记忆检测
磁记忆(Metal magnetic memory, MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法,其本质为漏磁检测方法。
压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响,易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹,在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位,它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查,从而发现焊缝上存在的应力峰值部位,然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析,以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。
磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备,不要求专门的磁化装置,具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区,能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域,能显示出裂纹在金属组织中的走向,确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法,除早期发现已发展的缺陷外,还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息,并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法,在实际应用中,必须辅助以其他的无损检测方法。
三. 密封性检验
水压试验和气压实验
压力容器应力测试实验思考题的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于压力容器应力分析报告、压力容器应力测试实验思考题的信息别忘了在本站进行查找喔。
推荐阅读: