化工設(shè)備機械基礎(chǔ)試題含答案

1、題號-一一-二二-三四總分總分10201060100得分、填空題（共4小題，每空1分，共計10 分）1 .已知桿件作用力如圖示，F(xiàn)仁8kN, F2=20kN, F3=8kN,F4=4kN,則AC段軸力為 8 kN ，CD段軸力為衛(wèi)傘厘 皐尹 j 島-12 kN ，DB段軸力為 -4 kN 。二“ 一_二T"2 .提高梁抗彎強度的主要措施有（1）合理安排梁的受力情況；（2） _選用合理截面_ ；（ 3） _采 用變截面梁。3 .長圓筒失穩(wěn)后出現(xiàn)_2_個_波，短圓筒失穩(wěn)后出現(xiàn) _3_個及以上_的波數(shù)。4 開孔補強的設(shè)計原則是 _等面積補強法_的設(shè)計原則和 _塑性失效補強_的設(shè)計原則。二、

2、選擇題（共10小題，每題2分，共計20分）1 左端固定的圓截面直桿受扭轉(zhuǎn)力偶作用，如圖1所示，桿中的最大扭矩|Tma*為（B ） kN m。A. 6 B7 C . 8 D . 92 .簡支梁受集中力作用，如圖2所示，以下結(jié)論中（C）是錯誤的。A. AC段，剪力表達式為m(TQx卡B. AC段,彎矩表達式為x 、3.鑄鐵拉伸試驗破壞由什么應(yīng)力造成？破壞斷面在什么方向？以下結(jié)論哪一個是正確的?A.B.C.D.切應(yīng)力造成, 切應(yīng)力造成, 正應(yīng)力造成, 正應(yīng)力造成,破壞斷面在與軸線夾角 破壞斷面在橫截面；破壞斷面在與軸線夾角 破壞斷面在橫截面。45o方向;45o方向;4 .工作壓力為10Mpa容積為2

3、m的乙烯貯罐屬于（C )。A.I類容器B.n類容器C.川類容器D.不上類5.最終在圖紙上標注的厚度為（A）。A.名義厚度B.計算厚度C.設(shè)計厚度D.毛坯厚度6.目前國內(nèi)外廣泛采用的中低壓容器封頭是(D）。A.錐形B.蝶形C.半球形D.橢圓形7.對于存儲有毒介質(zhì)的法蘭密封面型式，一般不選用（A )。A.平面型B.凹凸面型C.榫槽面型8.對于薄壁圓筒內(nèi)壓容器來說，理論上筒壁上環(huán)向壓力是經(jīng)向壓力的（C ）倍。A. 1/2B.1C.2D.4B ）。厚壁管補強整體鍛件補強9 下列不屬于工程上常采用的開孔補強結(jié)構(gòu)的是（A.補強圈補強 B多層包扎補強C10 壓力容器標準法蘭不包括（D ）。A.甲型平焊法蘭B

4、 乙型平焊法蘭C 長頸對焊法蘭D 短頸對焊法蘭三、是非題（共10小題，每題1分，共計10分）1 若要構(gòu)件在外力作用下能夠安全可靠地進行工作，則構(gòu)件需要滿足強度條件、剛度條件和穩(wěn)定性條件。（V）2 .胡克定律指出在拉伸和壓縮過程中，應(yīng)力和應(yīng)變成正比關(guān)系。（V）3 應(yīng)力集中因數(shù)反應(yīng)的是應(yīng)力集中的程度。（V）4 因為從受力分析角度來說，半球形封頭最好，所以不論在任何情況下，都必須首先考慮采用半球形封頭。（X）5 圓筒形容器上開橢圓孔時，為降低開孔邊緣的應(yīng)力集中程度，應(yīng)使橢圓的長軸橢圓孔之長軸平行于筒體軸線。（X）6 介質(zhì)與壓力一定，壁厚越大，薄膜應(yīng)力就越小。（X）7容器法蘭與管法蘭的 PN DN相同

5、時可以相互代用。（X）8.外壓和真空容器不應(yīng)以內(nèi)壓進行壓力試驗。（X）9 壓力容器孔邊應(yīng)力集中的程度與孔徑大小、器壁厚度及容器直徑等因素有關(guān)。（V）10.輪齒折斷是輪齒失效的主要形式之一。（V）四、分析、計算題（共60分）1 .圖示結(jié)構(gòu)，分別畫出受力圖分析 AB BC桿的受力。（6分）（3分）2 .變截面直桿受力如圖，已知A1=400mrli, A=300mr解：（1）畫軸力圖（2分）（2）求最大應(yīng)力（3分）；=100Mpa，試校核桿件的強度。（7分）CD<1maxFnab 35 103A400FnBC 27 103A一 400Fncd 27 103ABBC300二 90MPa= 87.

6、5MPa （ 1 分）二 67.5MPa（1 分）（1 分）62kNB ' CnTkN（3 ）強度校核二 max=90MPa <（2 分）3 .圖示傳動軸，A輪輸入功率 PA=50kV，B、C輪輸出功率 PB=30kVy PC=20kVy軸的轉(zhuǎn)速 n=300r/min。1）畫軸的扭矩圖，并求Tmax 2）若將輪A置于B、C輪之間，哪種布置較合理？ （8分）T出）X1 e f 1114 .圖示外伸梁,F=500N, a=0.4m,材料的c=120MPao試畫出彎矩圖，并按彎曲正應(yīng)力強度準則設(shè)解：（1）計算外力偶矩50Ma =95491592N m （1 分）30030M b =95

7、49955N m （1 分）30020M c =9549637N m300（1分）畫傳動軸的扭矩圖（1分）得：| Tmax |仁 1592kN m（ 1 分）（2）將輪A置于B、C輪之間，畫扭矩圖（1分）得：| Tmax| 2 = 955kN m < | Tmax| 1（1 分）可見，后一種布置較前種布置合理。（1分）計圓截面直徑do （7分）解：（1）畫梁的彎矩圖求最大彎矩（3分）M max 二 Fa （ 1 分）（2 ）強度計算由正應(yīng)力強度準則M maxWzM max0.1d3十（2 分）二 maxMmax0.1 二500 0.4 100.1 120=25.5mm（1 分）所以，梁的

8、直徑取 d=26mm5. 圖示為一廠房的牛腿柱，設(shè)由房頂傳來的壓力 P1=100KN由吊車梁傳來壓力P2=30KN已知e=0.2m, b=0.18m，問截面邊h為多少時，截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力。并求出這時的最大壓應(yīng)力。（7分）解：（1 ）求內(nèi)力：M=R e=6KN.m （1 分）N=R+F2=100+30=130KN（ 1 分）（2 ）求應(yīng)力：130 1036 1062 -0.18 h 0.18 h /6=0 （2 分）/ h=276.9mm，取 h=280mm（ 1 分）+max130 1036 1060.18 0.28 0.18 0.28 2/6工 5.13 MPa （2 分）6. 有一圓筒形乙

9、烯罐， 內(nèi)徑Di=1600mm壁厚3 n=16mm計算壓力為pc=2.5MPa,工作溫度為-3.5 C, 材質(zhì)為Q345R采用雙面焊對接接頭，該材料常溫和設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力為170Mpa,常溫屈服強度為345Mpa，厚度附加量C=3mm試校核貯罐強度。（6分）解（1）確定參數(shù)：Di =1600mm S n =16mm tw=-3.5 C； pc=2.5MPa；$ =0.85 （雙面焊對接接頭 ,局 部探傷）Q345R 常溫下的許用應(yīng)力：5 = 170 MPa設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力：；:七=170 MPa常溫度下的屈服點：C = 345 MPa有效壁厚：S e = S n C = 16 3 =

10、13 mm（參數(shù)確定總計2分）（2 ）強度校核最大允許工作壓力Pw Pw -2 汀逹D *、.e2 170 0.85 131600 13=2.33 MPa（2分） Pc > Pw 該貯罐強度不足（2分）7. 某化工廠反應(yīng)釜，內(nèi)直徑 1400mm設(shè)計溫度170C、工作壓力 1.5MPa,釜體上裝有安全閥，其 開啟壓力1.6 MPa。釜體材料0Cr18Ni10Ti鋼板，雙面對接焊、全部無損檢測，厚度負偏差0.8mm,腐蝕裕量0,該材料常溫許用應(yīng)力為137Mpa,設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力為134.2Mpa。試確定反應(yīng)釜筒體和該反應(yīng)釜標準橢圓形封頭的厚度。（12分）解：（1）設(shè)計參數(shù)確定設(shè)計壓力p=

11、1.6 MPa （取安全閥的開啟壓力），計算壓力pc= p=1.6 MPa （題中未給出確定液拄 靜壓力的條件，故取其為零）；（2分）0Cr18Ni10Ti 鋼在 20C時、=137 MPa在 170C時、（=134.2 MPa厚度附加量 C=C+C=0.8mm （1分）焊接接頭系數(shù)=1"0 （對接雙面焊、全部無損檢測）；（1分）（2）筒體厚度確定PcDi2汀-Pc1.6 14002 134.2 1.0 -1.6=8.4mm;（2 分）8.4+0.8=9.2mm ,按鋼板厚度規(guī)格向上圓整得名義厚度10mm （1 分）（3）封頭厚度確定采用標準橢圓形封頭，計算厚度為:KpcDi2刁-0

12、.5pc1.00 1.6 14002 134.2 1.00.5 1.6=8.37 mm（2 分）;C2 G =8.37 0 0.8 “仃亦，按鋼板厚度規(guī)格向上圓整得; 10mm。（ 1 分）有效厚度、e =、n -C = 10 -0.8 = 9.2mm （1 分）0.15%Di 二狀 1400 = 2.1mm.;9.2mm> 2.1mm,滿足標準橢圓封頭有效厚度不得小于其內(nèi)直徑0.15%的要求。（1分）8. 如圖，是一個原料混合罐，介質(zhì)為醋酸甲酯、甲醇、醋酸、苯，設(shè)備總重為2540Kg，充水重10480kg , 設(shè)備總長約4930，筒體長度4000，公稱直徑1500筒體材料022Cr17Ni12Mo2，若選擇BI帶墊板鞍 式支座是否合適（該鞍座最大允許載荷272kN）,如果合適正確標記出此對鞍式支座，并設(shè)計位置。（7分）解.XTH T ? 1J i T ： ；!（1）根據(jù)設(shè)備公稱直徑1500mm及實際承載能力約100KN,確定選擇重型 B、包角為120°1 !帶墊板的鞍式支座合適，Q遠小于Q ; （ 2分）（2）鞍座標記為JB/4712.1-2007鞍座 B I 1500-F （1 分）JB/4712.1