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2025年化工工程师真空设备外压稳定性与加强圈设计计算专题试卷及解析1

2025年化工工程师真空设备外压稳定性与加强圈设计计算

专题试卷及解析

2025年化工工程师真空设备外压稳定性与加强圈设计计算专题试卷及解析

第一部分：单项选择题（共10题，每题2分）

1、真空设备在外压作用下，最容易发生哪种形式的失效？

A、强度破坏

B、刚度不足

C、失稳（屈曲）

D、疲劳破坏

【答案】C

【解析】正确答案是C。真空设备主要承受外部大气压作用，其失效形式通常不是材料

强度不足，而是壳体在压力作用下发生失稳（屈曲）。A选项强度破坏通常发生在内压

容器或超设计压力工况；B选项刚度不足主要指变形过大但不一定导致失效；D选项疲

劳破坏需要循环载荷作用。知识点：外压容器失效机理。易错点：容易将外压失效与内

压失效混淆。

2、对于圆筒形真空设备，设置加强圈的主要目的是什么？

A、提高设备耐腐蚀能力

B、增加设备壁厚

C、提高临界失稳压力

D、改善传热效果

【答案】C

【解析】正确答案是C。加强圈通过增加壳体的截面惯性矩，显著提高设备的抗失稳能

力，从而提高临界失稳压力。A选项耐腐蚀能力与材料选择有关；B选项增加壁厚虽然

也能提高稳定性，但加强圈是更经济有效的方法；D选项传热效果与加强圈设置无关。

知识点：加强圈功能。易错点：容易混淆加强圈与增加壁厚的作用。

3、外压容器设计时，安全系数的选取主要考虑哪些因素？

A、材料价格

B、制造工艺

C、载荷不确定性和缺陷敏感性

D、设备美观度

【答案】C

【解析】正确答案是C。外压容器失稳具有突发性和高度敏感性，安全系数主要考虑载

荷计算的不确定性和制造缺陷对稳定性的影响。A、D选项与安全系数无关；B选项制

造工艺虽然重要，但不是安全系数的主要考虑因素。知识点：外压设计安全系数。易错

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点：容易忽视失稳对缺陷的高度敏感性。

4、下列哪种材料对外压容器的稳定性最为有利？

A、低碳钢

B、高合金钢

C、铝合金

D、弹性模量高的材料

【答案】D

【解析】正确答案是D。外压容器的稳定性主要取决于材料的弹性模量而非强度。弹性

模量越高，抗失稳能力越强。A、B、C选项虽然都是常用材料，但弹性模量才是决定

性因素。知识点：材料性能对稳定性的影响。易错点：容易误认为材料强度越高稳定性

越好。

5、真空设备加强圈的布置原则是什么？

A、均匀分布

B、集中布置在端部

C、按应力集中区域布置

D、任意布置

【答案】A

【解析】正确答案是A。加强圈应均匀布置以有效提高整体稳定性，避免局部薄弱环节。

B、D选项会导致稳定性不均匀；C选项应力集中区域通常是内压容器的关注点。知识

点：加强圈布置原则。易错点：容易忽视均匀布置的重要性。

6、外压容器失稳的临界压力与哪个几何参数关系最密切？

A、长度

B、直径

C、壁厚

D、长度与直径之比

【答案】D

【解析】正确答案是D。外压容器的失稳临界压力主要取决于长径比，而非单一几何参

数。A、B、C选项虽然都有影响，但长径比是决定性因素。知识点：几何参数对稳定性

的影响。易错点：容易只关注单一参数而忽视综合影响。

7、真空设备进行水压试验时，通常采用什么介质？

A、空气

B、氮气

C、水

D、蒸汽

【答案】C

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【解析】正确答案是C。水压试验采用水作为介质，因为水不可压缩，试验安全且易于

观察泄漏。A、B选项气体试验危险性高；D选项难以控制试验压力。知识点：压力试

验方法。易错点：容易混淆水压试验与气压试验的适用场合。

8、加强圈与壳体的连接方式对稳定性有何影响？

A、无影响

B、焊接连接优于螺栓连接

C、螺栓连接优于焊接连接

D、只要连接牢固即可

【答案】B

【解析】正确答案是B。焊接连接能保证加强圈与壳体协同变形，提供更好的稳定性。A、

D选项忽视了连接方式的影响；C选项螺栓连接可能存在滑移。知识点：加强圈连接方

式。易错点：容易低估连接方式对稳定性的影响。

9、外压容器设计时，通常采用哪种设计准则？

A、弹性设计准则

B、塑性