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中国石油大学（华东）现代远程教育化工设备设计基础综合练习题第一篇 工程力学基础第一章 构件的受力分析一 简答题1什么叫力？力的三要素是什么？2二力平衡条件是什么？什么叫二力杆？3平面一般力系的平衡条件是什么？4什么叫约束反力？5工程中有哪几种常见的约束型式？二 计算题1如图所示的简易起重机横梁AB的A端以铰链固定，B端有拉杆BC，起重量W=10KN。AB梁重P=4KN。BC杆自重忽略不计，试求载荷W位于图示位置时BC杆的拉力和铰链A的约束反力。2车刀的A端禁固在刀架上，B端受到切削刀作用，已知Py=18KN，Px=7.2KN，L=60mm，求固定端A的约束反力。第二章 直杆的拉伸与压缩一 简答题1什么叫内力？如何求出直杆各截面处的内力？2什么叫强度？直杆拉伸或压缩时的强度条件是什么？3低碳钢的拉伸试验中，从开始加载至断裂经过哪几个阶段？4钢材的机械性能主要包含哪些指标？5什么叫应力集中？二 计算题1试求图示的杆横截面1-1的内力，已知P1=26KN，P2=14KN，P3=12KN。2一个总重为200N的电动机，采用M8吊环螺钉，螺纹根部的直径为6.4mm，其材料的许用应力=40MPa。问起吊电动机时，吊环螺钉是否安全？第三章 直梁的弯曲一 简答题1什么叫梁？2什么叫平面弯曲？3梁中内力有哪些？4剪力和弯矩的正负如何规定？5什么剪力图和弯矩图？6梁弯曲时的正应力强度条件是什么？7梁纯弯曲时的正应力分布有什么特点？第五章 复杂应力状态下的强度计算一 简答题1什么叫应力状态？2什么叫主应力？什么叫二向应力状态？3工程设计中有哪几种常用的强度理论？4什么是第一强度理论？5材料破坏有哪几种主要形式？第二篇 化工设备常用材料一 简答题1金属材料有哪些基本性能？2金属材料中碳，硫，磷，锰，硅对材料性能各有何影响？3什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？4什么叫材料的韧性？什么叫无塑性转变温度？5什么叫热处理？什么叫调质处理？6碳钢按含碳量如何分类？按冶炼方法如何分类？7碳钢按质量如何分类？碳钢的牌号如何规定？8指出Q235B中各符号的含义？指出20R中各符号的含义？9合金钢按用途如何分类？10合金钢的牌号如何规定？11指出0Cr18Ni9Ti及16MnR中各符号的含义？第三篇 化工设备设计基础绪论一 简答题1什么叫压力容器？2内压容器有几种分类方法？3判断容器是一类、二类或三类容器的原则是什么？4何谓公称直径？管子DN20表示什么意思？5何谓公称压力？第八章 内压薄壁容器的应力理论一 简答题1什么叫薄壁容器？2什么叫回转壳体？什么叫经线？什么叫纬线？3什么叫无力矩理论？什么叫薄膜应力？4什么叫边缘应力？边缘应力如何产生？边缘应力有何特点？5什么叫第一曲率半径？什么叫第二曲率半径？二 判断题1下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用。哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？（1）横截面为正六角形的柱壳。（2）横截面为圆的轴对称柱壳。（3）横截面为椭圆的柱壳。 （4）横截面为半圆的柱壳。 （5）横截面为圆的锥形壳。 2在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。 3薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R1=R2，则该点的两向应力相等。4因为内压薄壁容器圆筒的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容器，壁内的应力总小于壁厚小的容器。5按无力矩理论求得的应力成为薄膜应力，薄膜应力沿壁厚均匀分布的。三 计算题1圆柱薄壳内充满气体，已知气体压力P=1MPa，圆柱薄壳直径D=2000mm，圆柱壳壁厚10mm，求圆柱壳上任一点A的薄膜应力？2沿顶部支承的圆筒，直径为D，壁厚为n，壁厚附加量为c，内充气压为P0，液面变为H，液体密度为，求距筒底距离为a的任意一点M的薄膜应力。3某厂生产的锅炉汽包，其设计压力为2.5MPa，汽包圆筒的平均直径为810mm，厚度为16mm，试求汽包圆筒壁内的薄膜应力。第十章 内压薄壁圆筒和球壳设计一 简答题1什么叫强度失效准则？2什么叫压力设计？什么叫计算压力？3什么叫腐蚀余量？腐蚀余量与哪些参数有关？4为何引入焊缝系数？焊缝系数与哪些参数有关？5内压薄壁容器设计中，有几种壁厚名称？这些壁厚的含义是什么？这些壁厚之间的大小关系如何？6水压试验的目的是什么？容器如何进行压力试验？7水压试验时的环境温度如何规定？为什么？8如何确定水压试验的试验压力？对立式容器的卧置做水压试验时，其试验压力又如何确定？9什么情况下容器必须做气压试验？气压试验压力如何确定？10水压试验的强度校核公式各为什么？二 判断题1厚度为60mm和6mm的16MnR热轧钢板，其屈服点是不同的，且60mm厚钢板的s大于6mm厚的钢板的s。2对内压容器，考虑其刚性需要，要规定其相应的最小厚度。3当焊缝结构形式一定时，焊缝系数随探伤比率的增加而减少。4由于材料的强度指标是通过对试件作单向拉伸试验而测得，对于二向或三向应力状态，在建立强度条件时，必须借助于强度理论将其转换成相当于单向拉伸应力状态的相对应力。5标准椭圆形封头是长轴与短轴之比为2:1，且带有一段一直边。三 计算题1有一圆筒形锅炉汽包，内径Di=1200mm，操作压力为4MPa，设计压力4.4MPa，蒸汽温度为250，汽包上装有安全阀，材料为20R，筒体采用带垫板的对接焊，100%探伤，壁厚附加量c=2mm，试设计该汽包的厚度，并进行水压强度校核。2乙烯贮槽，内径1600mm，厚度n=16mm，设计压力P=2.5MPa，工作温度t= -35，材料为16MnR，双面对接焊，局部探伤，厚度附加量c=1.5mm，试校核强度，并设计其标准椭圆形封头。第十一章 外压容器设计一 简答题1什么是外压容器？2什么叫临界压力？临界压力与什么因素有关？3什么叫计算长度？4什么叫长圆筒？什么叫短圆筒？5什么叫失稳？外压容器的稳定性条件是什么？6设置加强圈的目的是什么？加强圈的类型有哪些？二 判断题1假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生失稳。218MnMoNbR钢板的屈服点比Q235-AR钢板的屈服点高108%，因此，用18MnMoNbR钢板制造的外压容器要比用Q235-AR钢板制造的同一设计条件下的外压容器节省许多钢材。3设计某一钢制外压短圆筒时，发现采用20g钢板算得的临界压力比设计要求低10%，后改用屈服点比20g高35%的16MnR钢板，即可满足设计要求。4几何形状和尺寸完全相同的三个不同材料制造的外压圆筒，其临界失稳压力大小依次为：Pcr不锈钢Pcr铝Pcr铜。5外压容器采用的加强圈愈多，壳壁所需厚度就愈薄，则容器的总重量就愈轻。三 计算题1有一台钢制聚乙烯聚合釜，其中径D=1580mm，计算长度L=7060mm，设计外压力P=0.1MPa，有效厚度=11mm，材质为0Cr18Ni9Ti，试用计算法校核此釜的稳定性。（Et=1.84105MPa）2今需制造一台分馏塔，塔内径Di=2000mm，塔身长（指筒长+两端椭圆形封头直边高度）L=6000mm，封头深h=500mm，塔在370及真空条件下操作，设计此分馏塔的壁厚，（用图算法）此塔材料为20R，c=1.8mm，Et=1.7105MPa。第十二章 压力容器开孔与接管一 简答题1开孔补强的目的是什么？2何谓应力集中？3开孔补强的型式有哪几种？4补强圈中M10的作用？5等面积补强法的设计原则是什么？6在内压薄壁圆筒上开一椭圆孔，椭圆孔的长轴应如何放置？为什么？第十三章 容器零部件标准的选用一 简答题1法兰联结结构一般是由哪三个部分组成？2提交法兰钢度的三个途径是什么？3法兰的公称压力与哪些因素有关？4鞍座有哪些型式？5一台卧式容器的鞍座型式如何选择？为什么？6今有一直径为1200mm的吸收塔，封头与筒身采用法兰联结，该塔操作温度为285，设计压力为0.4MPa，材质为20。试选择标准法兰。第十七章 塔设备一 简答题1什么叫基本风压值？2什么叫最大弯矩Mmax？3塔设备设计时，除了有操作压力作