化工机械基础试题及答案.docx

一、名词说明（10分）1、无力矩理论：布旋转薄壳的受力分析中忽视了弯矩的作用，该状况下的应力状态和承受内压的薄膜相像，又称薄膜理论.2、法兰的公称压力：以16VnR在20（C时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该尺寸法兰的公称压力。3、泊松比：弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的肯定值，称为横向变形系数或泊松比。是一无量纲的量，其数值随材料而异，也是通过试验测定的。v=4、同素异构转变：在固态卜晶体构造随温度发生变更的现象，称同素异构转变。5、热脆:硫以FeS的形态存在于钢中，FeS和Fe形成低熔点（9850C）化合物，而钢材的热加工温度一般在1150oC-1200"C以上，当钢材热加工时由于FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，称为“热脆”。二作图题（共10分）依据受力图画出剪力图和弯矩图（10分）三、问答题（共26分）1 .Q235-AF代表一般碳素钢（钢种）,其中Q为屈服强度的头一个拼音字母，235为屈服强度俏，A表示质量:等级，F表示沸腾钢：OCrI8Ni9代表格银不锈钢（钢种）,18表示含珞18%,9表示含银9%；Z1.7代表铸铝（钢种）；H80代表黄铜（钢种），80表示平均含铜80%0（5分）2 .埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接采纳何种方法与其特点是什么？（5分）埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊健质量高；3）劳动条件好缺点：不与手工电弧焊敏捷，工件边缘打算和装配质量要求高、费工时,，必需严格限制焊接规范。不锈钢焊接可采纳氨弧焊，用氢气为爱护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也不溶于液态金属，可避开焊接缺陷，获得高质量的焊缝。3 .什么是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势推断外压容器的类型？（8分）容器强度足够，却突然失去原有的形态，筒壁被压瘪或发生褶皱,筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形，这种现象称为弹性失稳。其实质是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形，产生的波形数n=2时，为长圆筒；n2时，为短圆筒：如只发生强度破坏，无失稔则为刚性简。4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（8分）（1） 直径为2000mm,设计压力为IOMPa的废热锅炉（2>设计压力为0.6Mpa的斌化氢气体储罐（3）设计压力为1.OMpa的搪玻璃压力容器（1>P为4Vpa的剧毒介质容器（1）为三类容器：（2）为二类容器：（3）为二类容器：（4）为三类容器。四、计算题（共54分）1、一个低合金钢内压反应釜,内径R=100On工作压力2OfP（装有平安阀），工作温度300七，釜体采纳单面手工电弧焊（有垫板）,全部无损探伤，内部介质有稍微腐蚀性，试设计反应釜筒体壁厚,并校核水压试验强度。（,=144MPa2×1.05×1(X)02440.9-2x1.05.=ITOMR1.,=345MPa,r=必空.，0.9叩，）（10分）表钢板负偏差G（mm）钢板厚度6-782526-303234364042505260负偏差0.60.80.911.11.21.3解：设壁厚1nm»C1=0.8wz,C2=v1.8=9.97WM圆整为为格钢板,取511=IOznm厚O水压试验校核:1.25×2.O5×-(1.0+8.2)144=190.5"“2×8.20.9<s=0.9×0.9×345=279.5P,r<0.9x5,所以水压试验时强度足够。2、低碳钢外压圆筒,外径a=1刖”,测量壁厚为2面皿,内部介质无腐蚀性，钢板负偏差G=0.8,加，筒体长500（WW,两侧为椭圆封头，凸面高度300所，求该筒体的许用外压。（弹性模量为2×1O5MP）（6分）解：1.f,=1.17X向,瞿=8955，阳属短圆筒,P=2.592XIO5X-=4.80,WP"，H=&=1.6fP"I5200IMI1()40J3、截面直杆如图，已知：A=2c,;A2=4cmi,A,=6cm1,E=2(K)CiNm1,20*11三求出各截面的轴力，画出轴力图，并求杆的总伸长。（10分）-20x1.0x10'201.5XIO32×109×2×104200x10、X4x10”-5Ox1.2x1.O3+200×10,×6×10-'=-6.25x1.1.m=-0.625mmUi；4、己知£=2(XJG,w,梁的直径为50mm,M=2kN.ni,IA=0.2w,1.=03nt,求危急横做面上最大正应力,并求悬臂梁的挠曲线方程和F1.由端的挠度和转角。（12分）解：m:ix'A'ma»Jz21.O3O.O52i7wn=163MPaO.O51NEf=-M,枳分：EJJ'=Mx+D,Ez=-1.,W.+D.V+F边界条件：X=O时，=0J,=0,解得：F=O.D=O悬臂梁的挠曲线方程为：=-x2=-1.63×IO5X2,(0x)2ejzf=。M-a，-(x-=-(X-；)=F52×IO(x-O.I),ax1.2夕ZEJZEJz2自由端的转角：盘=C=-粤=-6.52×1()5rad口7自由端的挠度：fs-fc-ec(1.-a>=-r7-(-)-1.30×10,wEJz25、如图所示，扭矩此=2AM加，轴向力P=Ioa1.N,作用在直径D=5Omm的钢轴上若M=A”,求圆轴外圆周的危急点A处（1）主应力的大小；（2）主平面位置；（3）最大剪应力；（4）分别用笫三、Nn第四强度理论计算该点的相当应力。（125»解：=-=-50.93MPa,1=0r=3-=-8.49MPaA二D,16"x=/+%±-%Y+r2=5992Pato22)*'-WOMMPag2a,=-一叫一=-3.2an=-36.32"或53.68”因为<%，Ia1.h1.J>45°,所以为a,=53.68"1.=59.92MPa2=0j=-WOMMPaG,=巧2=8538MPa,5=i-3=ITO.8MFa<%=(,-2)'+(2-y)"+(,-,)?=150AMPa<6、一设备法兰的操作温度为280,工作压力为04MPa,当材料为Q235-A和15VnVR时应分别按何种公称压力级别确定法兰的几何尺«4-17中型、乙型早绰送兰的大九杵工作压力MI公*适力PN法竺利科Mt>-2»一如IXf双350Q5-A.Be.160130.150.25材ISMnVB0.270.27。30.25O.tf«Q23SA,B0.400.360.33U.3O材ISMnVR«Q.640630.6。IXK1.*Q23SA.B,.660.61O.SSo.soI制ISMa1.VK1.001.«71.05.0o1.W«QMSB1.ot0.97O.U90.S0“MWR51.721.68t.«0解：Q235-A应按公称压力1.OMPa级别确定法兰的几何尺寸。15MnVR应按公称压力0.6MPa级别确定法兰的几何尺寸。选择题1、材料的刚度条件是指构件反抗（B）的实力。A.破坏B.变形C.稳定性D.韧性2、一梁截面上剪力左上右下，弯矩左顺右逆，描述正确的是（）。A.剪力弯矩均为正B.剪力弯矩均为负C.剪力为正弯矩为负D.剪力为负弯矩为正3、内压容器封头直边的作用是（B）。.制造加工简单B.防止热应力与边缘应力叠加C.局部加强D.节约材料4、构件的强度、刚度和稳定性（C）A.只与材料的力学性质有关：B.只与构件的形态尺寸有关;C.与和B都有关：D.与A和B都无关。5、为保证整个机器设备在外力作用下平安牢嵬地工作，它们的每个构件必需满意三个基本条件，即要有足够的（C）A.强度、刚度、塑性B.塑性、韧性、稳定性C.强度、刚度、稳定性D.理性、韧性、强度6、下述类型设备中，承压性能最好的是（A）»A.球形容器氏圆筒形容器C.方形容器D.椭圆形容器7、平面一般力系的平衡条件为（B）A.K="%=oB.Z=oZ=°Z""）=oC.f-0）.>=W"D=o8、受外压的圆筒壳体其破坏形式为失稳的是（C）A.长圆筒、刚性圆筒C.长圆筒、短圆筒9、单元体上的主平面是指（A.剪应力为零的平面C.正应力为零的平面面10、优质非合金钢20g表示（B.短圆筒、刚性圆筒D.长圆筒、短圆筒、刚性圆筒）B.既有正应力乂有剪应力的平面D.既没有正应力又没有剪应力的平D）.含碳量为千分之20的容器用钢B.含碳量为万分之20的容器用钢C.含碳量为分之20的锅炉用钢D.含碳量为万分之20的锅炉用钢11、关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，正确的是（D）A.应力和阳性变形很快增加，因而认为材料失效；B.应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；C.应力不增加，那性变形很快增加，因而认为材料失效；D.应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效12、在承受内压的圆柱形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴（B）A.与筒体轴线平行B.与简体轴线垂直C.与简体轴线成45度角D.任何方向均可13、下述材料中哪一个与其它材料不同类（C/D）A.低碳钢B.优质钢C.铜D,铸铁14、当采纳无缝钢管作为筒体时，其公称直径为（A）A.管子的外径B.管子的内径C.管子的平均宜径D.管子的公称宜径15、用三种不同材料制成尺寸相同的试件，在相同的试验条件下进行拉伸试验，得到的应力一应变曲线如图示。比较三条曲线，可知拉伸强度最高、弹性模量最大、理性最好的材料是（A）.a、b、cA.经向应力为环向应力的2倍B.经向应力等于环向应力C.环向应力为经向应力的2倍D.环向应力为经向应力的682、设备上接管的外伸长度应考虑（D）A.所设置的保温层厚度B.便于安装螺栓C.便于安装加固结构D.A和B83、在压力容器上开孔不会造成以下哪种现象（C）A.应力集中B.对设备的强度减弱C.容器设计厚度增加D.较大的局部应力84、下列钢材中不宜用来制作容器的是（C）.16MnRB.20RC.0Cr1.8Ni9TiD.4585、圆桶形容器的直径为D,则其其次曲率半径为（I）.DB.D/2C.8D.086、对椭圆形封头叙述错误的是（A）。.封头越扁承压性能越好B.标准型封头ab=2C.封头越扁冲压制造越简单D.封头的a/b增加会导致应力增加87、容器强度设计得到的名义厚度中不包括以下哪一项（D）。A,负偏差B.腐蚀余量C.圆整值D.最小厚度88、低碳钢拉伸过程中哪个阶段满意虎克