最新化工设备机械基础试卷附答案

题号一二三四总分总分得分10201060100一、填空题（共4 小题，每空 1 分，共计 10 分）1. 一阶梯杆如图所示，ab 段横截面面积为：a 1=100mm2 ，bc 段横截面面积为a 2=180mm 2，则 ab段杆横截面上的正应力为80mpa ，bc 段杆横截面上的正应力为83.3mpa 。2. 当圆截面梁的直径增加一倍时，梁的强度是原梁的8倍。3. 低碳钢拉伸过程中可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。4. 边缘应力的特性主要为局部性、自限性。5. 如图所示回转薄壳，中心线为回转轴，a 点的第一曲率半径是r，第二曲率半径是r+a/sin （或 ak 2）。题 1 图二、选择题（共10 小题，每题 2 分，共计 20 分）题 5 图1. 直杆受扭转力偶作用，如图1 所示，在截面1-1 和 2-2 处的扭矩为（b）。a t1 =25knm ；t2 =5 knm ； t1 =25 knm ； t2 =5 knm ； t1 =35 knm ； t2 = 5 knm ； t1 = 25 knm ；t2 =5 knm 。2. 简支梁受集中力偶mo 作用，如图2 所示。以下结论错误的是（c）。a. b =0 时，弯矩图为三角形；b. a =0 时，弯矩图为三角形；c. 无论 c 在何处，最大弯矩必为mo；d无论 c 在何处，最大弯矩总在c 处。题 1 图题 2 图3. 截面上内力的大小： （c）。a 与截面的尺寸和形状有关；b 与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关； c与截面的尺寸和形状无关；与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。4. 下列常用压力容器封头，根据受力情况，从好到差依次排列次序为（b）。a 椭圆形、半球形、碟形、锥形、平盖；b半球形、椭圆形、碟形、锥形、平盖； c半球形、碟形、椭圆形、锥形、平盖d碟形、半球形、椭圆形、锥形、平盖5. 对于铁基合金，其屈服点随着温度的升高而（c）。a升高b不变c 降低d 未 知 数6当焊接接头结构形式一定时，焊接接头系数随着检测比率的增加而（a）。a 增大b 减小c不变d 不能确定7工程上把 /d i（a）的圆筒称为厚壁圆筒。a 0.1b 0.2c 1.0d 28下列不属于立式容器的支座的是（c）。a 腿式支座b 耳式支座c鞍式支座d 裙式支座9根据工程上失稳破坏的情况，不属于外压圆筒类型的是（b）。a 长圆筒b 薄壁圆筒c短圆筒d 刚性圆筒10为提高外压圆筒承载能力，通常较为合理的方法是（d）。a 增加壁厚b改用强度较高的材料c改善工作环境d 设置加强圈三、是非题（共10 小题，每题 1 分，共计 10 分） 1作用在一个平面上的三力如果平衡，则三力的作用线必相交于一点。（ ）2. 材料力学对变形固体作了连续性假设、均匀性假设、各项同性假设、小变形假设。（）3. 安排梁的受力情况，对提高梁的弯曲强度影响不大。（）4. 金属在交变载荷作用下容易发生疲劳现象。（）5. 压力容器安全技术监察规程把压力容器按其破坏时造成的危害程度分为类，其中类容器破坏时造成的危害程度最大，因而在设计、制造和使用方面对其要求最高。（）6. 气密性试验应在液压试验合格前进行。（）7. 对夹套式反应釜的夹套进行压力试验时，应先校核夹套试验压力下内筒与下封头的稳定性。（）8. 对于压力容器来说，从安全的角度考虑，必须进行液压试验、气压试验和气密性试验。（）9. 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弹性失稳。（）10. 带传动可以缓冲冲击和吸收振动，同时可以起到过载保护的作用。（ ）四、分析、计算题（共60 分）1. 一种车载式起重机，车重g1= 26 kn ，起重机伸臂重g2 = 4.5 kn ，起重机的旋转与固定部分共重g3 = 31 kn。尺寸如图所示。设伸臂在起重机对称面内，且放在图示位置，试求车子不致翻倒的最大起吊重量gmax 。（7 分）解：（ 1）取汽车受力分析如图。（ 2）列平衡方程fy0, fafbgg1g2g30(2 分)m bf0，(1 分)即：g (2.5 m3 m)g22.5 mg12 mfa (1.8 m2 m)0 （1 分）（ 3）联立求解f12g2.5g5.5g（ 1 分）a123.8（ 4）不翻倒的条件是：fa 0，所以由上式可得g12g2.5g7.5 kn （ 1分）125.5故最大起吊重量为gmax= 7.5kn （ 1 分）222. 变截面直杆受力如图，已知a1=500mm,a 2=300mm,l=0.1m,e=200gpa,试计算杆件变形。 （ 8 分）解：（ 1）画轴力图（ 2 分） 求各段轴力fab =-35kn（ 1 分）fbc =27kn（ 1 分）fcd =27kn（ 1 分）（ 2）计算变形l lablbclcd（ 1 分）fabl ea1fbcl ea1fcdl ea2（ 1 分）102643.2102 mm0.032mm3210(33510327102710200103500500300)（ 1 分）2001033图示传动轴， n=300r/min ，输入力矩mc=955 n m，输出 ma=159.2 n m，mb=318.3 n m，md=477.5n m，已知 g=80gpa =40mpa， =1/m，试按强度和刚度准则设计轴的直径。（ 10 分）解：（ 1）求各段轴上的扭矩（扭矩图中体现扭矩大小可给分）ab段： t1= -m a =- 159.2nm（ 1 分）bc段： t2= -m a- mb=- 477.5nm（ 1 分）cd段： t2= md=477.5nm（ 1 分）（ 2）画轴的扭矩图（1 分）（ 3）按强度设计轴径d由强度准则tmaxtmax wmaxp0.2d3（ 2 分）3d3tmax477.510339.1mm0.20.240（ 1 分）（ 4）按刚度设计轴径d由刚度准则maxtmaxg0.1d 4180（ 1分）t180477.5 103180d4max4g0.1801030.1110 343mm （ 1 分）所以，轴取公称直径d=45mm。（ 1分）4. 图示外伸梁， f=500n，l=1m, 材料 =100mpa 。若梁采用矩形截面，截面尺寸b h=20 40mm2 ,请讨论将梁竖放好还是平放好？试分别校核梁的强度。（ 9 分）解：（ 1）画梁的弯矩图求最大弯矩。（ 3 分）m maxfl（ 2）校核强度截面竖放时：maxm maxwzfl bh2 / 62（分）6500103293.8mpa2040max强度满足。（ 1 分） 截面平放时：m maxfl6500103maxwbh 2 / 62187.5mpaz4020（ 2 分）max 强度不满足。（ 1 分）5. 图示水平直角折杆，横截面直径d6 cm ，铅直均布载荷q0.8kn/m ， 80 mpa 。试用第三强度理论校核其强度。（10 分）解：危险截面在固定端a 处（ 2 分）qm1. 6 knm（ 2 分，写出具体步骤，画弯矩图酌情给分）ct0.4 knm ，（ 2 分，写出具体步骤， 画扭矩图酌情给分）a2 mb1 m则r3m 2t 2w77.8 mpa （ 3 分）满足强度条件。 （ 1 分）6. 有一库存很久的氧气瓶，其材质为q345r，圆筒体外径为do=219mm ，系无缝钢管收口而成， 实测其最小壁厚为6.5mm，已知材料许用应力162.5mp a，厚度附加量为1mm ，设计温度为常温。今欲充 15mpa 的压力使用， 问强度是否够？如果强度不够，该氧气瓶的最大允许工作压力是多少？（取 c2=1mm ）投入使用前需进行压力试验，压力试验的目的是什么，如何判断压力试验是否合格？（ 16 分）解：（ 1）确定参数（ 4 分）p=15mpa ， d0 =219mm ，n =6.5mm ，=162.5mpa ， c =1(mm)=1(无缝钢管 )，enc =6.5-1=5.5mm（ 2）强度校核tpc (do=2ee ) （ 2 分）t15=( 2195.5)=291.1mpa （ 1 分）25.5可见t291.1mpat162.5mpa，所以该氧气瓶用于15mpa 的压力下强度不够,