分析设计SAD(1)

SAD试卷一

一、单选题（共30道题，本题共15分。）

1. 碳钢和低合金钢容器产生应力腐蚀的主要因素是：( )。
   A. 压应力 B. 压应力+腐蚀介质 C. 拉应力和腐蚀介质
   答案：C （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

   解析：应力腐蚀开裂（SCC）发生的三个必要条件为：敏感材料、特定腐蚀介质和拉应力。压应力不会引起SCC。

2. 峰值应力是由局部结构不连续或局部热应力影响而引起的附加于( )之上的应力增量。
   A. 一次加二次应力 B. 二次应力 C. 薄膜应力和弯曲应力
   答案：A （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

   解析：根据 JB4732 的应力分类原则，峰值应力（F）是叠加在一次应力（P）和二次应力（Q）之上的局部高应力增量，用于评估疲劳和脆断。

3. 在常温下工作的零件，如果弹性变形总量保持不变，则零件内的应力将保持( )。
   A. 不变 B. 会变
   答案：A （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

   解析：在弹性范围内，应力与应变为线性关系（胡克定律）。若总弹性变形不变，且材料性能稳定，应力将保持恒定。

4. JB4732标准中，对于螺栓连接的平盖厚度计算公式，平盖材料的许用应力取( )。
   A. GB/T150中相关材料的许用应力； B. 相关材料的设计应力强度；
   答案：B （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

   解析：JB4732 采用“设计应力强度”（$S_m$）而非GB/T150中的“许用应力”$[σ]$。设计应力强度 $S_m = min{R_m/n_b, R_{eL}/n_s}$。

5. 我国分析设计标准JB4732采用什么强度理论( )。
   A. 第一强度理论 B. 第二强度理论 C. 第三强度理论 D. 第四强度理论
   答案：C （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

   解析：JB4732 采用最大剪应力理论（即第三强度理论），其应力强度定义为最大主应力与最小主应力之差（σ1 - σ3）。

6. 螺纹的疲劳强度减弱系数不得小于( )。
   A. 2.0 B. 2.5 C. 4.0 D. 20
   答案：C （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
   **解析：**JB4732 附录C及相关条款规定，螺纹连接（包括螺栓、螺柱）的疲劳强度减弱系数 Kf ≥ 4.0。

7. 导致压力容器疲劳破坏的主要条件有哪些?( )
   A. 包括峰值应力的总应力 B. 足够的应力或应变循环 C. 足够大的一次应力 D. 足够大的二次应力。
   答案：B （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）
   **解析：**疲劳破坏的首要条件是存在足够次数的应力/应变循环。峰值应力是疲劳裂纹萌生的驱动力，但若循环次数不足，也不会发生疲劳破坏。

8. 应力强度为给定点处最大剪应力的( )，即给定点处最大主应力与最小主应力的代数值(拉应力为正值，压应力为负值)之差。
   A. 2倍； B. 1.5倍； C. 3倍；
   答案：A （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

   解析：应力强度 S = σ1 - σ3 = 2 × τmax，即最大剪应力的2倍。第三强度理论的直接体现。

9. 总刚矩阵对角线上元素均为正值，原因在于：( )。
   A. 结构上有正应力存在 B. 结构必须满足平衡方程 C. 载荷方向和它引起的位移方向不能相反
   答案：C （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

   解析：结构力学基本原理。对角线元素（主刚度）代表单位位移引起的同向力，对于稳定结构，其值必须为正，否则结构不稳定。

10. 奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要表现为在晶界析出：( )。
    A. Cr₂₃C₆ B. σ相 C. 金属间化合物
    答案：A （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：材料知识。奥氏体不锈钢在450-850℃敏化温度区间，碳与铬结合形成 Cr₂₃C₆ 析出在晶界，导致晶界贫铬而引发晶间腐蚀。

11. 铬钼钢材料产生回火脆性主要因素是( )。
    A. 化学成分 B. 组织形态 C. 较高的强度
    答案：A （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：铬钼钢（如2.25Cr-1Mo）的回火脆性主要与钢中P、Sn、Sb、As等杂质元素的偏聚有关，属于化学成分敏感性问题。

12. 按JB4732的标准要求，下列哪些说法是正确的?( )
    A. 按要求需进行疲劳分析设计的容器，其A、B类焊接接头之焊缝应与母材圆滑过渡
    B. 按要求需进行疲劳分析设计的容器，如果没有考虑焊接接头的疲劳强度减弱系数，其A、B类焊接接头表面应与母材表面齐平，不允许保留余高
    C. 如容器按疲劳分析设计打焊工钢印的部位应远离焊接接头
    D. 碳素钢与低合金制低温容器如不做焊后热处理，那么不允许打焊工钢印
    答案：B （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：根据 JB4732 疲劳设计要求，若未考虑焊接接头的疲劳强度减弱系数，则A、B类焊缝必须与母材齐平，不得保留余高，以避免应力集中。

13. JB4732中，对疲劳分析免除条件描述正确的是( )。
    A. 常温屈服限<550MPa的钢材制压力容器，各项循环次数的总和不超过1000次；
    B. 常温抗拉强度<550MPa的钢材制压力容器，各项循环次数的总和不超过400次；
    C. 对Q345R容器整体补强结构，压力波动范围超过设计压力20%的工作压力循环的循环次数才计入；
    D. 对Q345R容器带加强圈接管，压力波动范围超过设计压力20%的工作压力循环的循环次数不得超过1000次。
    答案：C （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：对于整体补强结构（如整体法兰、整体接管），只有压力波动范围超过设计压力20% 的循环才计入疲劳分析

14. 按标准的规定，整体设备法兰计算时的轴向应力是( )。
    A. 弯曲应力 B. 薄膜应力 C. 薄膜+弯曲应力
    答案：A （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T150｜试题用途： ）

    解析：法兰在内压和螺栓载荷作用下，其危险截面（如锥颈大端）的轴向应力主要是由弯矩引起的弯曲应力。

15. 为避免碳钢和低合金钢材料的石墨化倾向，通常在材料成分中添加一定量的( )。
    A. Mn元素 B. Cr元素 C. Mo元素
    答案：B （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：碳钢和C-Mn钢在高温（>425℃）长期服役会发生石墨化。添加 Cr元素（形成稳定的碳化物）可有效抑制石墨化。

16. 当考虑地震载荷作用时，计算一次加二次应力强度范围和峰值应力范围是用( )作为计算条件。
    A. 设计载荷 B. 操作载荷 C. 操作载荷×1.2 D. 无
    答案：B （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：地震载荷、风载等偶然载荷与操作载荷（而非设计载荷）进行组合，用于评定一次加二次应力和峰值应力范围。

17. 四边受均布拉力q的无限大薄平板中有一小孔，按弹性理论可求得孔边沿板厚为常量的最大切向应力为2q，按应力分类方法，该应力应划为( )。
    A. 一次总体薄膜应力 B. 一次局部薄膜应力 C. 二次应力 D. 一次应力+峰值
    答案：B （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：由压力等机械载荷引起的、在结构不连续处（如开孔）产生的、影响范围有限的薄膜应力，属于一次局部薄膜应力（PL）。

18. 容器设备法兰采用长颈对焊法兰且工作压力大于0.8倍最大允许工作压力时，长颈法兰的直边段与圆筒的对接焊缝，应进行什么无损检测?( )
    A. 进行100%RT或100%UT B. 进行20%RT或20%UT
    C. 进行100%表面检测 D. 与容器其他AB类焊接接头检测要求一致
    答案：A （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：JB4732 对高应力区的焊接接头有严格要求。当工作压力 > 0.8倍MAWP时，该焊缝为高应力区，需100% 无损检测（RT/UT）。

19. 应力分类法中的各类应力采用的是( )。
    A. 最大主应力 B. 塑性应力 C. 弹塑性应力 D. 弹性名义应力 E. 剪应力
    答案：D （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：JB4732 的应力分类法基于线弹性分析，其结果称为“弹性名义应力”，用于后续的应力分解和评定。

20. 固定管板换热器数值计算分析时，下列描述正确的是( )。
    A. 数值分析时，换热管一般采用梁单元；
    B. 建模时，壳程建模厚度应按工况预判来确定按有效厚度还是名义厚度；
    C. 建模时，壳程厚度用壳体有效厚度可得到保守结果；
    D. 数值计算模型加载时，可不区分计算工况，用载荷最大值代替。
    答案：B （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：根据具体工况（如是否考虑腐蚀裕量）来决定使用有效厚度（扣除腐蚀裕量）还是名义厚度，以准确反映结构刚度。

二、多选题（共25道题，本题共25分。）

31. JB4732中，应力指数法仅适用于( )。
    A. 单个开孔； B. 孤立开孔； C. 多个开孔；
    答案：AB （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：JB4732 的应力指数法（Stress Index Method）适用于单个、孤立的开孔，不适用于多个孔相互影响的情况。

32. 边缘应力具有：( )性和( )性。
    A. 局部 B. 自限 C. 扩展 D. 无限 E. 分散 F. 递增
    答案：AB （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：边缘应力是由于结构不连续（如筒体与封头连接处）产生的弯曲应力，其特点是局部性（随远离边缘迅速衰减）和自限性（材料局部屈服后应力不再增加）。

33. GB/T150不适用于( )。
    A. 疲劳分析 B. 热应力分析 C. 设计压力-1.3MPa的钢制容器 D. 设计压力为-0.015的铜制容器
    答案：ABD （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：GB/T150 是常规设计标准，明确不适用于疲劳分析（A）、热应力分析（B，因其未考虑二次应力） 和 非钢制容器（D）。

34. 塑性力学的特点( )。
    A. 材料的应力-应变关系非线性； B. 结果与加载历史有关； C. 结果与加载历史无关；
    D. 压力容器考虑弹塑性分析时，利用叠加原理对载荷工况进行组合。
    答案：AB （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：塑性力学的核心特点是：1) 应力-应变关系非线性；2) 结果与加载历史相关（路径依赖）。

35. JB4732钢制压力容器分析设计标准适用于( )的压力容器。
    A. 设计压力大于或等于0.1MPa且小于100MPa的容器；
    B. 工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL；
    C. 盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体；
    D. 真空度高于或等于0.02MPa的容器。
    答案：AD （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

36. JB4732分析设计标准适用于设计压力大于或等于( )且小于( )、真空度高于或等于( )的容器。
    A. 0.1MPa B. 1MPa C. 100MPa D. 0.02 MPa
    答案：ACD （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

37. 导致压力容器疲劳破坏的主要条件有哪些?( )
    A. 包括峰值应力的总应力 B. 足够的应力或应变循环 C. 足够大的一次应力 D. 足够大的二次应力
    答案：AB （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：疲劳破坏需同时满足两个条件：1) 存在峰值应力（总应力的一部分）；2) 足够多的循环次数。

38. JB4732不适用( )。
    A. 核能装置中的容器 B. 经常搬运的容器 C. 旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压器室
    D. 内直径大于150mm的任何长度的容器 E. 直接火焰加热的容器
    答案：ABCE （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

39. 在有限元中，作用在弹性体上的外力，需要移置到相应的结点上成为结点载荷，载荷移置基于以下原则：( )。
    A. 虚功相等原则 B. 位移相等原则 C. 应力相等原则 D. 圣维南原理
    答案：AD （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：有限元中，将分布载荷移置为节点载荷需满足虚功等效。圣维南原理说明了这种等效处理在远离载荷作用区是合理的。

40. 影响法兰连接接头密封性能的因素包括( )。
    A. 螺栓预紧力 B. 法兰密封面型式 C. 垫片宽度 D. 螺栓间距
    答案：ABCD （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：法兰密封性能是系统工程，受螺栓预紧力（A）、密封面型式（B）、垫片特性（C）、螺栓布置（D） 等多因素影响。

41. 强度理论用于判断材料在复杂应力状态下是否破坏，共有( )强度理论，其中JB4732分析设计标准中的应力分类法采用的是( )。
    A. 3个 B. 4个 C. 第1强度理论 D. 第3强度理论 E. 第4强度理论
    答案：BD （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：经典强度理论共4个（最大拉应力、最大拉应变、最大剪应力、形状改变比能）。
    JB4732 明确采用第三强度理论（最大剪应力理论）。

42. 峰值应力强度的许用极限取决于以下哪些因素?
    A. 峰值应力的大小 B. 峰值应力幅值的大小 C. 峰值应力对应的作用次数 D. 适用的疲劳设计曲线
    答案：BCD （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：根据 JB4732 附录C 疲劳分析要求，峰值应力评定需结合应力幅值、循环次数及对应材料的S-N 曲线（疲劳设计曲线）。

43. 应力强度是给定点处( )和( )的代数差。
    A. 剪应力 B. 平均应力 C. 最大主应力 D. 薄膜应力 E. 弯曲应力 F. 最小主应力
    答案：CF （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：JB4732 定义应力强度为 σ₁ − σ₃（最大与最小主应力代数差），等同于2倍最大剪应力。

44. 压力容器中的交变循环应力常常是由于以下几个方面的原因引起的?( )
    A. 频繁的间隙操作和开停工造成的工作压力和各种载荷的变化
    B. 附属设备及隔热、衬里、容器、扶梯、平台等的质量
    C. 运行时出现的周期性温度变化或压力波动
    D. 在正常的温度变化时，容器及受压部件的膨胀或收缩受到了约束
    E. 外加机械载荷的交变产生的振动
    答案：ACDE （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：交变应力来源包括：频繁启停（A）、温压波动（C）、热胀受约束（D）、机械振动（E）。B项为静载，不产生交变应力。

45. 求厚壁圆筒的塑性极限载荷时，需要用到下列哪些关系式?( )
    A. 平衡方程 B. 屈服条件 C. 边界条件 D. 安定性判据
    答案：ABC （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：塑性极限分析三大要素：静力平衡（A）、材料屈服准则（B，如Tresca）、边界条件（C）。
    安定性判据（D）用于安定分析，非极限载荷计算。

46. 分析设计中涉及到的失效模式有( )。
    A. 过量的弹性变形、包括弹性不稳定性 B. 脆性断裂 C. 过量的塑性变形 D. 塑性不稳定–渐增性垮塌
    E. 应力腐蚀 F. 高应变–低循环疲劳 G. 腐蚀疲劳
    答案：ABCDF （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：JB4732 第1章 明确列出失效模式包括：过量弹性变形（A）、脆断（B）、过量塑性变形（C）、塑性失稳（D）、高应变疲劳（F）。
    腐蚀疲劳（G）与应力腐蚀（E） 属环境失效，标准未将其纳入应力分类法控制范围。

47. 固体力学中的非线性问题主要包括( )。
    A. 几何非线性 B. 边界条件非线性 C. 应力非线性 D. 材料非线性
    答案：AD （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：结构非线性主要分为几何（大变形、大转角）和材料（塑性、蠕变）两类。边界非线性非常规分类，应力非线性是结果而非原因。

48. 用碳钢制造的( )等结构可以采用应力分类方法进行强度计算和校核。
    A. 内压作用下的松式法兰 B. 内压作用下的椭圆封头上的开孔接管
    C. 换热器管板与换热管的焊接接头 D. 塔器封头与裙座相连的结构
    答案：BD （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：应力分类法适用于满足小变形、材料均匀、结构连续等条件的钢制压力容器部件。松式法兰（A）和焊接接头（C）因存在严重不连续或局部效应，不宜直接应用。

49. 下列哪些论述中哪些是极限分析的基本假设?( )
    A. 材料是理想弹塑性的。
    B. 变形足够小，变形引起几何尺寸的改变可以不考虑；变形前后使用同一平衡方程，几何方程是线性的。
    C. 满足比例加载条件，所有载荷按同一比例增加。
    D. 结构有足够刚度，在达到极限载荷前不会失稳
    答案：ABC （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T4732｜试题用途： ）

    解析：GB/T4732（即新版JB4732）极限分析假设：理想弹塑性材料（A）、小变形（B）、比例加载（C）。结构不失稳（D）是要求而非假设。

50. JB4732中换热器管板分析计算时，下述正确选项为( )。
    A. 管板径向应力主要成分属于弯曲应力；
    B. JB4732应力评价采用的第四强度准则；
    C. JB4732中管板解析法计算时，可依据工况进行组合叠加；
    D. 浮头换热器设计中，改变浮动端管板直径时，会影响固定端管板应力。
    答案：ACD （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：管板径向应力以弯曲为主（A）；JB4732 采用第三强度理论，非第四（B错误）；
    解析法允许工况组合（C）；浮头换热器两端管板相互影响（D）。

三、判断题（共43道题，本题共21.5分。）

56. 设计温度低于-20℃的低合金钢容器属于低温容器。( )
    答案：正确 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T4732.1-2024第3章3.1.15｜试题用途： ）

57. 真空度0.015MPa的容器必须按GB/T4732.1进行设计。( )
    答案：错误 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T4732.1-2024第1章1.4a｜试题用途： ）

58. 设计温度低于-20℃的碳钢容器必须按低温容器要求设计。( )
    答案：正确 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T4732.1-2024第3章3.1.15｜试题用途： ）

59. 焊接接头的设计原则基于等强度设计原则。( )
    答案：正确 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：JB4732 强调焊接接头应与母材等强度，确保结构整体承载能力。

60. JB/T4732-1995(2005确认)中压力容器分析设计方法中的应力分类法不适用于厚壁圆筒。( )
    答案：错误 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：JB4732 应力分类法适用于包括厚壁圆筒在内的各类结构，只要满足小变形、材料均匀等前提。

61. JB4732附录C中的不锈钢疲劳曲线可用于循环次数10的9次方的情况。( )
    答案：错误 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：JB4732 附录C 图C1C4 疲劳曲线最高仅到 10⁶10⁷ 次，10⁹次属高周疲劳，超出其适用范围。

62. 容器壳体在内压作用下产生的一次总体薄膜应力在内压继续增加时将会发生重新分布。( )
    答案：错误 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：一次总体薄膜应力（Pm）由外载直接引起，不具自限性，但其分布形式固定，不会重分布（除非材料屈服进入塑性）。

63. 在有限元分析中，作用在结构上的载荷要按虚功相等原则等效到结构的所有结点上。( )
    答案：错误 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：载荷只需等效到受载单元的结点，非“所有结点”。

64. 循环载荷工作的压力容器一定需要进行疲劳分析。( )
    答案：错误 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：JB4732 有疲劳免除条款（如循环次数少、压力波动小等），满足条件可免除。

65. 当容器的使用条件非常苛刻时，应使用分析设计，否则可以使用常规设计。( )
    答案：错误 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：常规设计（GB/T150）通过提高安全系数也可用于苛刻工况，分析设计非强制。

66. 与采用常规设计方法不同，压力容器采用分析设计时，奥氏体不锈钢焊接接头必须进行热处理。( )
    答案：错误 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：奥氏体不锈钢通常不推荐焊后热处理，因其在敏化温度区间（约450–850℃）易析出 Cr₂₃C₆，导致晶间腐蚀。
    JB4732 未强制要求 对奥氏体不锈钢焊接接头进行热处理。

67. 结构的虚位移是指假定的、约束允许的、任意的微小的位移。( )
    答案：正确 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：

68. 对于需进行疲劳分析设计的容器，不得采用硬印作为材料的确认标记。( )
    答案：正确 （难度：容易｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：

69. 所有压力容器的风险评估报告必须由制造单位编制。( )
    答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T4732.1-2024附录A.3｜试题用途： ）

    解析：依据 GB/T4732.1-2024 附录A.3，风险评估报告应由设计单位负责编制，制造单位可参与但非必须编制主体。

70. 奥氏体高合金钢制受压元件的许用应力最高可提高至0.9Rp0.2。( )
    答案：正确 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T4732.1-2024第5章表1注｜试题用途： ）

    解析：GB/T4732.1-2024 对于奥氏体高合金钢，当满足一定条件（如无敏化、无应力腐蚀等），其许用应力可取 0.9倍规定塑性延伸强度 Rp0.2。

71. 设计文件可不注明腐蚀裕量。( )
    答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T4732.1-2024第5章5.3.6｜试题用途： ）

    解析：GB/T4732.1-2024 设计文件必须注明腐蚀裕量（C2），并说明其取值依据。

72. 圣维南原理认为作用在弹性体表面某一局部面积上的力系，可以用弹性体上另一静力等效力系所代替。( )
    答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：圣维南原理强调：静力等效的力系替换仅在远离作用区域时应力场相近，而非“可以用另一力系代替”。

73. 一个构件当经受机械应力、热应力，或者两者全有的循环作用，而产生逐次递增的非弹性变形，称为棘轮现象。( )
    答案：正确 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：在循环载荷（尤其含恒定内压+交变热载）下，结构产生不可逆、逐次累积的塑性变形，即为棘轮现象（Ratcheting）。

74. 如果采用实体单元建立有限元分析模型，必须进行沿厚度方向的应力线性化才能得到壳体上的薄膜应力和弯曲应力。( )
    答案：正确 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732，｜试题用途： ）

    解析：实体单元计算结果为非线性应力分布，需通过应力线性化（如沿壁厚路径分解为薄膜、弯曲、峰值分量）才能用于应力分类评定。

75. 峰值应力具有自限性。( )
    答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）？？

    解析：峰值应力（F）无自限性，二次应力（Q）才有。峰值应力可直接导致疲劳裂纹。

76. 按分析标准设计的厚度为28mm的Q345R制容器，无需制备产品焊接试件。( )
    答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：JB4732 对产品焊接试件有明确要求（如厚度、材料、使用条件等）。
    Q345R容器厚度 > 一定限值（通常20mm或25mm）且用于重要场合时，需制备产品焊接试件。

77. 两较远距离的容器之间管道热胀冷缩，导致容器接管端部载荷引起的接管根部应力属于二次应力。( )
    答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：该应力由外部管道位移强制施加，属于外载直接引起的局部高应力，应划分为峰值应力（若为循环载荷）或一次局部应力（若为静载）。

78. 材料的冲击吸收能量Akv由裂纹形成功和裂纹扩展功组成，通常裂纹形成功高于扩展功。( )
    答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：在多数韧性材料中，裂纹扩展功远大于裂纹形成功。Akv 主要反映材料阻止裂纹扩展的能力

79. 峰值应力仅对低周疲劳和脆断的失效模式起作用，而对其他失效模式不起作用。( )
    答案：正确 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：峰值应力主要影响疲劳（低周） 和脆性断裂，对塑性垮塌、失稳、安定性等失效模式无直接影响。

80. 采用弹塑性分析方法设计的容器，其耐压试验应力校核可豁免GB/T4732.4的应力分类限值。( )
    答案：错误 （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T4732.1-2024第5章5.7.3.3+GB/T4732.5｜试题用途： ）

    解析：即使采用弹塑性分析，耐压试验仍需满足相应应力限值要求，不可完全豁免。

81. 外压容器设计时，试验压力可以低于设计压力。( )
    答案：错误 （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：GB/T4732.1-2024第5章5.7.2.3｜试题用途： ）

    解析：外压容器的液压试验压力不得低于设计压力的1.25倍，不得低于设计压力。

82. 弹性力学与板壳理论方法对同一问题的计算结果是相同的。( )
    答案：错误 （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：板壳理论是弹性力学在特定几何假设（如薄壁、小曲率）下的简化，二者结果在一般情况下不相同，尤其在复杂几何或高精度要求时。

83. 应力重分布就是从原来的应力分布减去一个自平衡力系，使最大应力水平降低，而低应力区的应力水平有所提高。( )
    答案：正确 （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：该描述符合弹塑性力学中应力重分布的基本概念：材料屈服后，应力从高应力区“转移”至低应力区，形成更均匀的分布。

84. 由于我国绝大多数地区只考虑设计近震且远震影响有限，故远震的破坏性没有近震强。( )
    答案：错误 （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：

85. 因弹塑性分析考虑了材料屈服后的应力应变关系，故按应力分类法进行应力分析和校核时，采用弹塑性分析可比采用线弹性分析得到更为准确的结果。( )
    答案：错误 （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：远震可能因长周期成分对大型柔性结构（如高塔、长悬臂）造成严重破坏，不能一概认为破坏性小于近震。

86. 高周疲劳与低周疲劳的区别主要在于塑性变形的大小不同。( )
    答案：正确 （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：JB4732 的应力分类法基于线弹性分析（弹性名义应力）。弹塑性分析用于直接失效评估（如极限载荷、安定分析），不能直接用于应力分类评定。

87. 当长颈对焊法兰直边段厚度大于与其对接的圆筒段厚度时，可按JB4732或GB150中关于不同厚度筒体对接时将厚度较大圆筒削薄的有关规定削薄法兰直边段至与圆筒等厚后再焊接。( )
    答案：错误 （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

    解析：法兰直边段与筒体连接处属高应力区，不应随意削薄法兰。JB4732 和 GB/T150 通常要求筒体削薄过渡，而非削薄法兰。

四、简答题（共6道题，本题共18分。）

99. 根据应力集中现象进行选择(3分)
    (1) 理论应力集中系数是指最大局部应力与计算名义应力之比。
    答案：正确 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
    (2) 什么是应力集中现象?
    A. 在结构突变附近的局部小范围内，应力数值会急剧增加，而离开这个区域稍远，应力则大大降低，趋于均匀，这种现象称为应力集中。
    B. 在应力突变处应力数值相比其它部位有一个很大的变化而在稍远的地方又衰减到正常水平的现象称为应力集中。
    C. 在结构突变处应力数值相比其它部位有一个很大的变化，这种现象称为应力集中。
    D. 在集中受力处应力数值相比其它部位有一个很大的变化，这种现象称为应力集中。
    答案：A （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
    (3) 应力集中系数是如何定义的?
    A. 把最大应力与危险截面上的平均应力比值称为应力集中系数。
    B. 把最大应力与整个截面上的平均应力比值称为应力集中系数。
    C. 把最大局部应力与危险截面上的平均应力比值称为应力集中系数。
    D. 把最大局部应力与截面的平均应力比值称为应力集中系数。
    答案：C （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

    解析：
    理论应力集中系数 $K_t=σmax/σnom，其中σnom为名义应力（如按薄壁理论计算的应力）。
    应力集中是指在几何突变处（如开孔、缺口、台阶）附近，局部应力急剧升高，但随距离迅速衰减至均匀水平的现象。“局部性”和“衰减性”。
    应力集中系数 = 最大局部应力 / 危险截面上的平均应力（即名义应力）。危险截面指应力集中区域所在截面。

100. 根据一次应力、二次应力和峰值应力进行判断(3分)
     (1) 一次应力是平衡压力与其他机械载荷所必须的法向应力或剪应力。
     答案：正确 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
     (2) 二次应力是为满足外部约束条件或结构自身变形连续要求所必须的法向应力或剪应力。
     答案：正确 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
     (3) 峰值应力是由总体结构不连续或总体热应力影响而引起的附加于一次与二次应力之上的应力增量。
     答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

     解析：
     一次应力用于满足外载平衡，无自限性，可导致塑性垮塌。
     二次应力源于变形协调（如热膨胀受约束、结构几何不连续），具有自限性。
     峰值应力是由局部结构不连续（如焊缝余高、小孔、缺口）或局部热应力引起，非“总体”。JB4732 特别区分“局部”与“总体”。

101. 根据焊接残余应力进行选择(3分)
     (1) 焊接应力系由变形不协调或变形不自由产生的，具有自限性。它属于内应力，无法用电阻应变片进行测量。
     答案：正确 （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

     解析：焊接残余应力是自平衡内应力，不对外载平衡起作用，具有自限性；因材料已局部屈服，应变片无法直接测其“真实”残余值。

(2) 焊接残余应力对容器强度有哪些影响?
A. 加剧容器应力腐蚀 B. 对脆性断裂产生不良影响 C. 影响容器静力强度 D. 对疲劳容器容易产生裂纹
答案：ABD （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

解析：A. 残余拉应力 加剧应力腐蚀；B. 降低断裂韧性，促进脆断；D. 在交变载荷下，与工作应力叠加，加速疲劳裂纹萌生。
C（静强度）通常不受影响，因静载下材料可重分布应力。

(3) 疲劳容器需要评定哪些应力强度?
A. 一次总体薄膜应力强度 B. 一次弯曲应力强度 C. 一次薄膜+一次弯曲应力强度
D. 一次局部薄膜应力强度 E. 一次+二次应力强度 F. 峰值应力强度
答案：ACDEF （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

解析：疲劳评定需评估：A. Pm（一次总体薄膜） C. Pm+Pb（一次+弯曲）
D. PL（一次局部薄膜）E. P+Q（一次+二次）F. 峰值应力（用于疲劳幅计算）
注意：B（单独Pb）通常不单独控制，因其已含在Pm+Pb中。

102. 计算实例：一换热器壳程为常压，管程压力在整个操作过程中不变。在操作过程中壳程和管程介质温度会发生周期性变化，由此可以确定存在交变的两种工况-管程压力单独作用以及管程压力和温差同时作用，在该设备的设计寿命内两种工况的交变次数可达20000次。通过计算可知：A)按设计压力和设计温度：换热管在管程压力单独作用下的环向应力和轴向应力分别为82MPa和65MPa；在管程压力和温差载荷同时作用下的环向应力和轴向应力分别为90MPa和-24MPa。B)按操作压力和操作温度：换热管在管程压力单独作用下的环向应力和轴向应力分别为78MPa和60MPa；在管程压力和温差载荷同时作用下的环向应力和轴向应力分别为86MPa和-22MPa。(3分)
     (1) 按应力分类设计方法，该换热管应按哪些失效模式进行校核?( )
     A. 一次加载下的塑性强度失效 B. 疲劳失效 C. 腐蚀疲劳
     D. 轴向失稳 E. 多次加载下由于塑性变形的累积而发生的失效
     答案：ABDE （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
     (2) 换热管的一次总体薄膜应力强度是多少?( )
     A. 90MPa B. 86MPa C. 82MPa D. 78MPa E. 45MPa
     答案：C （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
     (3) 换热管的峰值应力强度是多少?( )
     A. 90MPa B. 86MPa C. 82MPa D. 78MPa E. 45MPa
     答案：E （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

     解析1：
     A. 一次加载：校核 塑性垮塌； B、E：20000次循环 → 疲劳失效 和 棘轮（塑性累积）失效；
     D：换热管受压，需校核 轴向失稳（屈曲）。
     C（腐蚀疲劳）题干未提腐蚀介质，不选。
     解析2：
     一次应力按设计压力+设计温度工况计算。
     环向应力 = 82 MPa（主应力 $\sigma_1$），轴向 = 65 MPa（$\sigma_2$），径向 ≈ 0（$\sigma_3$）。
     应力强度 = $\sigma_1 - \sigma_3 = 82$ MPa。

五、综合题（共2道题，本题共16分。）

105. 关于轴对称结构的有限元分析，判断下列说法是否正确：(8分)
     (1) 对称结构的几何形状、约束条件以及作用的载荷都对称于某一固定轴。
     答案：正确 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）
     (2) 所有应力、应变和位移都与θ方向无关，只是r，z的函数。
     答案：正确 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）
     (3) 由于轴对称，θ方向的应力等于零。
     答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）
     (4) 轴对称问题是二维问题，离散轴对称体时，采用的单元是一些圆柱体。
     答案：错误 （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

     解析1：轴对称问题三要素：几何、材料、载荷、边界条件均绕轴对称。
     解析2：轴对称意味着场变量不随周向角θ变化。
     解析3：轴对称下，环向应力 $\sigma_\theta \neq 0$，是主应力之一（如内压容器 $\sigma_\theta = pR/t$）。
     解析4：离散时采用三角形或四边形截面单元，绕轴旋转形成环状单元，非“圆柱体”。

106. 有限元分析思路，就是：(8分)
     (1) 将复杂的几何和受力对象划分为一个一个形状比较简单的标准”构件”，称为( )。
     A. 单元 B. 子结构 C. 微元体
     答案：A （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）
     (2) 给出单元节点的位移和受力描述，构建起单元的( )。
     A. 几何方程 B. 刚度方程 C. 物理方程
     答案：B （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）
     (3) 再通过单元与单元之间的节点连接关系进行单元的( )，可以得到结构的整体刚度方程。
     A. 组装 B. 协调 C. 扩展
     答案：A （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）
     (4) 进而根据位移约束和受力状态处理( )，并进行求解。
     A. 本构关系 B. 网格密度 C. 边界条件
     答案：C （难度：一般｜试题级别：SAD｜出自标准： ｜试题用途： ）

     解析1：有限元基本思想：离散为单元（Element）。
     解析2：单元刚度方程 $ {F_e} = [K_e] {u_e} $。
     解析3：通过节点连接，组装（Assemble） 成整体刚度矩阵。
     解析4：施加位移约束和载荷，即处理边界条件。

107. 根据失去安定与疲劳破坏的联系与区别进行选择：(10分)
     (1) 失去安定与疲劳破坏的联系?( )
     A. 失去安定和疲劳破坏同属疲劳断裂
     B. 失去安定和疲劳破坏都不需要很多的加载次数就能疲劳断裂
     C. 失去安定和疲劳破坏同属大应变疲劳破坏
     D. 失去安定和疲劳破坏的疲劳断裂遵循相同的累积损伤规律
     答案：AD （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
     (2) 失去安定与疲劳破坏的区别?( )
     A. 失去安定是一种小应变疲劳破坏，一般疲劳破坏属大应变疲劳破坏
     B. 失去安定是一种大应变疲劳破坏，一般疲劳破坏属小应变疲劳破坏
     C. 失去安定的疲劳断裂不遵循累积损伤规律，疲劳破坏的疲劳断裂遵循累积损伤规律
     D. 失去安定时每次加载卸载产生极大的损伤，疲劳破坏时每次加卸载产生的损伤较少
     答案：BD （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
     (3) 二次应力的控制与峰值应力的控制的区别?( )
     A. 二次应力不允许进入”疲劳”即失去安定
     B. 峰值应力不允许进入”疲劳”即失去安定
     C. 峰值应力允许进入疲劳过程，但应留有足够的安全系数
     D. 二次应力允许进入疲劳过程，但应留有足够的安全系数
     答案：AC （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
     (4) 对于一次加载情况，对应于什么失效准则?
     A. 弹性失效准则 B. 塑性失效准则 C. 弹塑性失效准则
     答案：B （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）
     (5) 对于反复加载、卸载即交变载荷情况，对应于什么失效准则?
     A. 弹性失效准则 B. 塑性失效准则 C. 弹塑性失效准则
     答案：C （难度：困难｜试题级别：SAD｜出自标准：JB4732｜试题用途： ）

     解析1：A、D 正确：二者均属循环失效，遵循累积损伤规律（如Miner准则）。
     解析2：
     B：失去安定 = 大应变；一般疲劳（高周）= 小应变；
     D：失去安定单次循环损伤大（塑性累积快）。
     解析3：
     A：二次应力控制安定性，不允许进入塑性循环（即“疲劳”）；
     C：峰值应力允许进入疲劳，但需满足 $S_a$（疲劳许用幅）。
     解析4：
     一次加载下，结构失效模式为塑性垮塌，对应塑性失效准则。
     B 错：疲劳可需大量循环；C 错：失去安定属低周（大应变）疲劳。
     解析5：循环载荷下需同时考虑安定性（塑性累积）和疲劳（裂纹萌生），采用弹塑性失效准则。