则对受力十分不利，为此封头均设直边段，以改善其受力状况。

　　3-107 何谓薄圆板?薄板应力分析的理论基础是什么?

　　答：薄圆平板是指板的厚度 δ 与圆板直径 D 的比值在下列范围的圆平板：0.01

　　< <0.2。薄平板在载荷作用下产生的挠度远小于板厚 δ，一般采用薄板弯曲

　　的小挠度理论。

　　3-108 受侧向压力作用的圆平板的应力有什么特点?何以圆平板较等径的凸形

　　封头要厚?

　　答：圆平板应力分布特点： a.板内环向应力和径向应力均为弯曲应力，沿板厚

　　呈线性分布。 b.应力分布与周边支承情况有关：当板边缘为简支时，最大应力

　　在中心，且该处的环向应力与径向应力相等。当板边缘为固支时，最大应力在边

　　缘，应力方向为径向，其值小于简支时的最大应力。圆板中以弯曲应力为主，凸

　　形封头以薄膜应力为主，二者应力状况不同;圆板的最大应力与圆板半径和厚度

　　之比的平方 成正比。而凸形封头作为薄壳，其薄膜应力与 成正比，故就相同载

　　荷和直径条件下，薄板中产生的弯曲应力要比壳中的薄膜应力大得多，则板厚也

　　就较大。

　　3-109 对厚平盖何以要校核危险环截面的组合应力?

　　答：平盖的厚度计算公式是基于板中的最大弯曲应力导出的。但对诸如双锥密封

　　的平盖，除了承受螺栓法兰力矩及压力造成的弯曲应力外，在平盖的双锥环位置

　　的环槽截面上尚存在较大的剪切应力。为此在按最大弯曲应力算得平盖厚度后，

　　还应对最大剪应力部位的剪应力和弯曲应力的当量应力加以校验。

　　3-110 何谓容器的稳定性和临界压力?内压容器是否存在稳定问题?

　　答：容器在压应力作用下，形状突然发生改变而产生瘪塌的失效形式称为失去稳

　　定。其器壁受力由原先的薄膜应力状态突变为弯曲应力状态。液化气运输半挂车被压瘪时的最

　　小外压力称为临界压力。薄壁容器只要壁中存在压缩应力，就有失稳的可能。外

　　压容器存在稳定问题，内压容器也可能存在稳定问题。承受内压的长短轴之比为

　　2的标准椭圆封头，因其过渡区存在周向薄膜压缩应力，故也有稳定的问题，对

　　封头的最小有效厚度加以限制就是出于这一考虑。

　　3-111 容器失稳有哪些类型?其特点如何?

　　答：容器失稳分为周向失稳和经(轴)向失稳两种：周向失稳是因容器周向压缩

　　薄膜应力所引起。经向失稳是由容器轴向压缩薄膜应力所造成。液化气运输半挂车周向失稳时，

　　其横截面由圆形变成波形。容器经向失稳时，其横截面仍为圆形，但其经线由原

　　直线变为波形线。容器按照失稳范围大小，可分为整体失稳和局部失稳。通常外

　　压容器的压瘪属于整体失稳，而内压作用下的椭圆封头的过渡区失稳属于局部失

　　稳。两者之不同，是因压应力存在范围不同所致。

　　3-112 何谓弹性失稳和非弹性失稳?用高强度钢代替低强度钢可否提高容器的

　　弹性稳定性?

　　答：失稳时，器壁中的薄膜压缩应力小于材料的比例极限，应力与应变符合虎克

　　定律时，称为弹性失稳。由于此时失稳临界压力与材料的屈服限无关，仅与弹性

　　模数E及泊松比μ有关。因各种钢材的E及μ差别不大，故以高强度钢代替低

　　强度钢对提高容器的弹性稳定性几乎无效。若失稳时器壁中的压缩应力大于材料

　　的比例极限，应力与应变呈非线性关系时，则称非弹性失稳。非弹性失稳时的临

　　界压力与材料屈服限有关。此时采用高强度钢代替低强度钢则可提高容器的稳定

　　性。

　　3-113 外压长圆筒与短圆筒有何区别?在外压圆筒设计中何以广泛采用加强

　　圈?

　　答：计算长度大于临界长度的圆筒为长圆筒。长圆筒的两端边界或封头对其中间

　　部分起不到加强支撑作用，其临界压力与筒体长度无关，圆筒失稳时，横截面由

　　圆形变成波形，波数等于2。计算长度小于临界长度的圆筒为短圆筒。短圆筒两

　　端边界或封头对其中间部分可起加强支撑作用，其临界压力与圆筒长度成反比。

　　失稳时，圆筒横截面呈波形，波形数大于3。相同直径和壁厚的长圆筒与短圆筒，

　　后者的临界压力高于前者。即将长圆筒变成短圆筒可提高其临界压力。外压圆筒

　　上设置加强圈，即是为了变长圆筒为短圆筒或缩短圆筒的计算长度，目的均为提

　　高圆筒的稳定性。该法较直接增加圆筒厚度节省材料，约可减轻重量1/3。对不

　　锈钢圆筒，通过在外部设置碳钢加强圈则更为经济。此外，加强圈尚可减少大直

　　径薄壁容器的形状缺陷的影响，提高结构的可靠性。

　　3-114 何以外压凸形封头均按外压球壳进行稳定设计?

　　答：椭圆封头等凸形封头在内压作用下有“趋圆现象”，而在外压作用下有“趋

　　扁现象”，使封头过渡区产生周向拉伸薄膜应力，不存在失稳问题;但在其“球

　　面部分”则存在压缩薄膜应力，如同外压球壳，故须以球壳进行稳定计算。对椭

　　圆封头则须计算其“球面部分”的当量球壳半径。

　　3-115 为使法兰联接设计尽可能合理，对垫片载荷有什么要求?

　　答：为使法兰承受尽可能小的法兰力矩，在垫片设计中应尽可能控制较小的垫片

　　载荷。为此要求：由垫片在预紧时的压紧载荷Fa所确定的螺栓载荷Wa与由垫片

　　在操作时的压紧载荷Fp所确定的螺栓载荷WP相接近。即：Wa≈WP。

　　3-116 为使法兰联接设计尽可能合理，对螺栓中心圆直径的确定有什么要求?

　　答：为使法兰承受尽可能小的法兰力矩，液化气运输半挂车在螺栓设计中应尽可能控制较小的螺栓

　　中心圆直径，为此要求：由法兰径向结构要求所确定的螺栓中心圆直径与由法兰

　　环向结构要求所确定的螺栓中心圆直径相接近。即：Db径≈Db环。

　　3-117 法兰设计时，为获