化工设备机械基础试题含答案

1、题号一二三四总分总分10201060100得分一、填空题共4小题,每空1分,共计10分1 .杆件作用力如图示,F1=8kN , F2=20kN ,F3=8kN , F4=4kN ,贝U AC 段轴力为8 kN ,6 C.CD段轴力为 -12 kN ,DB段轴力为 -4 kN.2 .提升梁抗弯强度的主要举措有1合理安排梁的受力情况；2选用合理截面：3采用变截面梁 .3 .长圆筒失稳后出现2个 波,短圆筒失稳后出现3个及以上 的波数.4 .开孔补强的设计原那么是等面积补强法的设计原那么和 塑性失效补强 的设计原那么.二、选择题共10小题,每题2分,共计20分1.左端固定的圆截面直杆受扭转力偶作用,

2、如图 1所示,杆中的最大扭矩 Tmax|为B kN m.B. 7C. 8D. 92.简支梁受集中力作用,如图2所示,以下结论中C 是错误的.A . AC段,剪力表达式为FbTAC段,弯矩表达式为M (x)Fbx；LC . CB段,剪力表达式为FaLCB段,弯矩表达式为题2图M(x)Fa .、(L x)3.铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成破坏断面在什么方向?以下结论哪一个是正确的?A.切应力造成, B.切应力造成, C.正应力造成, D.正应力造成,破坏断面在与轴线夹角 破坏断面在横截面； 破坏断面在与轴线夹角 破坏断面在横截面.45o方向;45o方向;4.工作压力为10Mpa,容积为2m3的乙烯

3、贮罐属于A. I类容器B. n类容器C.C .ID类容器D.不上类5.最终在图纸上标注的厚度为A.名义厚度B .计算厚度6 .目前国内外广泛采用的中低压容器封头是B.蝶形C.D )C.设计厚度D.毛坯厚度7 .对于存储有毒介质的法兰密封面型式,一般不选用B,凹凸面型C.半球形A .梯槽面型D.椭圆形8.对于薄壁圆筒内压容器来说,理论上筒壁上环向压力是经向压力的C 倍.A. 1/2B. 1C. 2D. 49.以下不属于工程上常采用的开孔补强结构的是A.补强圈补强B.多层包扎补强B .C.厚壁管补强D.整体锻件补强10.压力容器标准法兰不包括D .A.甲型平焊法兰B.乙型平焊法兰C.长颈对焊法兰D

4、.短颈对焊法兰三、是非题共10小题,每题1分,共计10分1 .假设要构件在外力作用下能够平安可靠地进行工作,那么构件需要满足强度条件、刚度条件和稳定性 条件.V2 .胡克定律指出在拉伸和压缩过程中,应力和应变成正比关系.,3 .应力集中因数反响的是应力集中的程度.,4 .由于从受力分析角度来说,半球形封头最好,所以不管在任何情况下,都必须首先考虑采用半球形封头.X5 .圆筒形容器上开椭圆孔时,为降低开孔边缘的应力集中程度,应使椭圆的长轴椭圆孔之长轴平行 于筒体轴线.X6 .介质与压力一定,壁厚越大,薄膜应力就越小.X7 .容器法兰与管法兰的 PN、DN相同时可以相互代用.X8 .外压和真空容器

5、不应以内压进行压力试验.X9 .压力容器孔边应力集中的程度与孔径大小、器壁厚度及容器直径等因素有关.,10 .轮齿折断是轮齿失效的主要形式之一.,四、分析、计算题共60分2.变截面直杆受力如图, Ai=400mm2, A2=300mm2,1 .图示结构,分别画出受力图分析 AB、BC杆的受力.6分3分=100Mpa,试校核杆件的强度.7分解：1画轴力图2分2求最大应力ABFNABAi35 10340087.5MPa 1 分BCCDmaxFNBCFNCDA227 10340027 103300CD 90MPa67.5MPa1分90MPa 1 分-35kN3强度校核max 90MPa <强度

6、满足.2分3 .图示传动轴,A轮输入功率 PA=50kVy B、C轮输出功率 PB=30kVy PC=20kW轴的转速 n=300r/min.1画轴的扭矩图,并求Tma% 2假设将轮A置于B、C轮之间,哪种布置较合理 8分解：1计算外力偶矩Ma9549Mb954950300303001592N m 1 分7i 15L2kN' Il jI -637kN in955Nm 1 分MCC954920300637Nm1分画传动轴的扭矩图1分得：| Tmax|1=1592kN - m1分2将轮A置于B、C轮之间,画扭矩图1分得：| Tmax| 2 = 955kN - m < | Tmax|

7、1 1 分可见,后一种布置较前种布置合理.1分4.图示外伸梁,F=500N, a=0.4m,材料的=120MPa.计圆截面直径do 7分解：1画梁的弯矩图求最大弯矩3分土试画出弯矩图,并按弯曲正应力强度准那么设M max Fa 1 分2强度计算由正应力强度准那么M max max , ,WzM maxc 30.1d2 分e Mmax0.1 3；500 0.4 1033； 25.5mm0.1 1201分所以,梁的直径取d=26mm5.图示为一厂房的牛腿柱,设由房顶传来的压力力 P2=30KN , e=0.2m, b=0.18m,问截面边力.并求出这时的最大压应力.7分解：1求内力：M = P2

8、e=6KN.m 1 分N=Pi+P2=100+30=130KN 1 分2求应力：P1=100KN ,由吊车梁传来压h为多少时,截面不出现拉应P1P Mmax a W1301030.18 h6 1060.18 h2/60 2 分h=276.9mm,h=280mm 1 分P Mmax a w130 1030.180.28610 ,5.13 MPa 2 分0.180.28 2/66.有一圆筒形乙烯罐,内径 Di=1600mm,壁厚8 n=16mm ,计算压力为pc=2.5MPa ,工作温度为-3.5 ,材质为Q345R,采用双面焊对接接头,该材料常温和设计温度下的许用应力为170Mpa ,常温屈服强

9、度为345Mpa,厚度附加量C=3mm ,试校核贮罐强度.解1确定参数：Di =1600mm ; Sn =16mm； tw=-3.5 部探伤Q345R: 常温下的许用应力：=170 MPa 设计温度下的许用应力：t = 170 MPa常温度下的屈服点：s = 345 MPa有效壁厚：s e = SnC = 163 = 13 mm参数确定总计2分6分C； pc=2.5MPa；.=0.85 双面焊又接接头,局2强度校核最大允许工作压力Pw Pw2 170 0.85 13 2.33 MPa1600 132分Pc>Pw 7.某化工厂反响釜,内直径该贮罐强度缺乏1400mm,设计温度2分170 C

10、、工作压力1.5MPa,釜体上装有平安阀,其开启压力1.6 MPa.釜体材料 0Cr18Ni10Ti钢板,双面对接焊、全部无损检测,厚度负偏差0.8mm,力的条件,故取其为零0Cr18Ni10Ti 车忖在C=C 1+C 2=0.8mm 1腐蚀裕量0,该材料常温许用应力为 137Mpa,设计温度下的许用应力为134.2Mpa.试确定反响釜筒体和该反响釜标准椭圆形封头的厚度.12分解：1设计参数确定设计压力p=1.6 MPa 取平安阀的开启压力,计算压力 供=p=1.6 MPa 题中未给出确定液拄静压；2 分20c时、r=137 MPa ,在 170 c时、r t=134.2 MPa；厚度附加量焊

11、接接头系数1.0 对接双面焊、全部无损检测；1分2筒体厚度确定pcDi2 1tpc1.6 14000 ,8.4mm2 134.2 1.0 1.6；2 分8.4+0.8=9.2mm ,按钢板厚度规格向上圆整得名义厚度n 10mm /n1 分3封头厚度确定采用标准椭圆形封头,计算厚度为:KpcDi_2 1t 0.5 pc 21.00 1.6 1400 8.37 mm134.2 1.0 0.5 1.62 分C2 C1 8.370 0.8 9.1 7mm,按钢板厚度规格向上圆整得n 10mm O 1分有效厚度10 0.89.2mm 1 分0.15%Di需 1400 2.1mm分9.2mm >2.

12、1mm ,满足标准椭圆封头有效厚度不得小于其内直径0.15%的要求.1分8.如图,是一个原料混合罐,介质为醋酸甲酯、甲醇、醋酸、苯,设备总重为2540Kg,充水重10480kg , 设备总长约4930,筒体长度4000,公称直径1500筒体材料022Cr17Ni12Mo2 ,假设选择B I带垫板鞍 式支座是否适宜该鞍座最大允许载荷272kN,如果适宜正确标记出此对鞍式支座,并设计位置.7分 解：1根据设备公称直径 1500mm,及实际承载 水平约100KN ,确定选择重型 B I、包角为 120°带垫板的鞍式支座适宜,Q远小于Q ; 2分2鞍座标记为JB/4712.1-2007 鞍座 B I 1500-F 1