壓力容器的電測法應(yīng)力測量實驗思考

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1、2010-2011學(xué)年科研訓(xùn)練結(jié)課論文內(nèi)壓薄壁容器電測法應(yīng)力測量實驗思考李強（中國礦業(yè)大學(xué)，江蘇徐州221008）摘要：通過對過程裝備與控制工程專業(yè)的基礎(chǔ)實驗“內(nèi)壓薄壁容器應(yīng)力測量”的操作和處理，歸納總結(jié)，思考感悟，找出普遍存在的弊端和不足，提出了合理的改進措施，以保證教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力。關(guān)鍵詞：內(nèi)壓薄壁容器；電測法；應(yīng)力測量；思考感悟；實驗革新；0引言隨著現(xiàn)代生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，壓力容器的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，人們對壓力容器的研究也越來越全面和深入。在高校，“壓力容器的電測法應(yīng)力測量”是過程裝備與控制工程專業(yè)中極為重要的實驗。通過實驗，可以發(fā)現(xiàn)問題，提示現(xiàn)象

2、；可以驗證理論正確與否或適用范圍的大小。傳統(tǒng)的純驗證性實驗可以加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論的理解和認識，但對學(xué)生能力的提高意義不大，已經(jīng)不能滿足新學(xué)科的要求，理解并運用其理論基礎(chǔ)及改良測量方法成為了新的實驗重點。本文從分析該實驗傳統(tǒng)教學(xué)方案的弊端出發(fā)，結(jié)合自身對該實驗操作和處理過程的思考感悟，找尋原因，提出了合理的改進措施。1傳統(tǒng)純驗證性實驗的弊端多年來，由于教學(xué)學(xué)時和實驗設(shè)備的限制，本實驗的教學(xué)一直以來沿襲“教師預(yù)先設(shè)定實驗裝置及操作方法，學(xué)生照章操作驗證結(jié)果”的傳統(tǒng)模式，即學(xué)生在教師指導(dǎo)下在壓力容器指定位置貼片，然后利用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測出各點應(yīng)力，再與理論值進行比較。這種被動的學(xué)習(xí)方

3、式使學(xué)生的主觀能動性難以發(fā)揮，限制了學(xué)生的創(chuàng)造性和實踐能力的培養(yǎng)。-5-15th,Dec,20102010-2011學(xué)年科研訓(xùn)練結(jié)課論文怎樣改變這種狀況，提高教學(xué)質(zhì)量，增強教學(xué)效果，加快新知識、先進技術(shù)的普及傳播，增強學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力的培養(yǎng)，是一個值得探討的問題，對于社會進步和國家發(fā)展至關(guān)重要。2內(nèi)壓薄壁容器電測法應(yīng)力測量實驗的思考感悟壓力容器是石油化工行業(yè)正常生產(chǎn)必不可少的重要設(shè)備，幾乎每一個工藝過程都離不開壓力容器。它們既是工業(yè)生產(chǎn)中的常用設(shè)備，又是一種極易發(fā)生惡性事故的特殊設(shè)備，特別是石化行業(yè)物料的易燃易爆性、腐蝕性、高溫高壓等工作特點，決定了壓力容器的高度危險性。

4、壓力容器運行狀況的好快將直接影響化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性。因此，加強壓力容器的可靠性分析與評定，確保其安全運行，保證正常生產(chǎn)，是一項必不可少的工作。本實驗是從應(yīng)力檢測的角度出發(fā)檢測壓力容器的安全性。通過對本實驗的操作，對筒體的應(yīng)力分布情況已經(jīng)有了更加清晰的認識，但是對于封頭，只是測量了頂點的應(yīng)力，對于其他部位的應(yīng)力分布還不清楚；基本掌握了粘貼應(yīng)變片的方法、步驟和注意事項；學(xué)會利用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測量各點的應(yīng)力；認識到壓力容器設(shè)計時盡量只開一個孔，利用分支管路連接各附件（壓力表、安全閥、排氣閥…）的巧妙性和重要性。但是通過對實驗數(shù)據(jù)的處理，可以發(fā)現(xiàn)：同學(xué)的應(yīng)變片粘帖水平還有待提高，

5、實驗誤差都在10%左右，不符合工程要求；測量應(yīng)變數(shù)據(jù)和步長普遍偏??；個別的測量數(shù)據(jù)根本不符合實驗規(guī)律。通過查閱資料以及仔細的分析，可以從下面幾個方面分析實驗誤差的原因：2.1測量時間實驗證明，粘貼后初次使用的應(yīng)變片，加載后有明顯的漂移，卸載后有明顯的滯后現(xiàn)象。故內(nèi)壓較小時的測量數(shù)據(jù)誤差較大，隨加壓次數(shù)的增多，應(yīng)變片開始正常工作。2.2設(shè)計壓力該容器設(shè)計壓力，超過此值后，容器變形迅速，應(yīng)力應(yīng)變不再嚴(yán)格遵循胡克定律。2.3讀數(shù)問題-5-15th,Dec,20102010-2011學(xué)年科研訓(xùn)練結(jié)課論文電阻應(yīng)變儀具有顯數(shù)誤差，加載時，讀取的是設(shè)備壓力表讀數(shù)，存在讀數(shù)誤差。2.4溫度補償

6、由于應(yīng)變片與容器線膨脹系數(shù)不同，應(yīng)變片電阻絲受到附加變形而引起虛假變形，導(dǎo)致輸出誤差，可通過溫度補償消除。但此實驗采用公共補償，補償片長時間工作，溫度升高，造成讀數(shù)漂移。2.5長導(dǎo)線影響連接導(dǎo)線的分布電容會使測量結(jié)果比真實值小。2.6應(yīng)變片本身性質(zhì)的影響實驗證明，應(yīng)變片開始工作時不靈敏，導(dǎo)致初始值偏小。2.7剪切力的影響由于實際工作過程中壓力容器中存在剪切力，可以使步長偏小。2.8應(yīng)變片粘帖質(zhì)量不良膠液涂抹過厚，會使測量數(shù)據(jù)偏??；粘帖前清洗不干凈，導(dǎo)致測量應(yīng)變值線性不好；應(yīng)變片貼偏方向，導(dǎo)致測量值變小。3內(nèi)壓薄壁容器電測法應(yīng)力測量實驗改進措施當(dāng)今國家提出全面推進素質(zhì)教育就是為了

7、大力培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的人才。實驗室是高校實驗研究與教學(xué)的基地，實驗教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和科研能力，學(xué)生在實驗室可以鞏固知識，探索實踐，提高自己的能力，因此，實現(xiàn)實驗教學(xué)改革是改變這種狀況的關(guān)鍵。下面從四個方面提出了對該實驗的改進措施。3.1實驗形式多樣化改變原有實驗的單一形式，增加考核的方式，充實實驗內(nèi)容。3.1.1增加封頭類型對內(nèi)壓薄壁容器4種典型封頭的應(yīng)力分布規(guī)律進行測定，并與理論分析結(jié)果進行對比，掌握橢圓型封頭、球型封頭、錐型封頭和平蓋型封頭的應(yīng)力分布。3.1.2貼片能