化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)試題含答案

題號(hào) 一 二 三 總分 10 20 10 60得分一、填空題（共4小題，每空1分，共計(jì)10分）．已知桿件作用力如圖示，F(xiàn)1=8kN，F(xiàn)2=20kN，F(xiàn)3=8kN，F(xiàn)4=4kNAC段軸力為8k，CD段軸力為-12kDB段軸力為-4kN

總分100提高梁抗彎強(qiáng)度的主要措施有1）（2）選用合理截面（3）長圓筒失穩(wěn)后出現(xiàn)2個(gè)波，短圓筒失穩(wěn)后出現(xiàn)3個(gè)及以上的波數(shù)。開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)原則是等面積補(bǔ)強(qiáng)法的設(shè)計(jì)原則和塑性失效補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)原則。二、選擇題（共10小題，每題2分，共計(jì)20分）1．左端固定的圓截面直桿受扭轉(zhuǎn)力偶作用，如1所示，桿中的最大扭|Tmax|為（B ）kNm。A．6 B．7 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(cuò)誤的A．AC段，剪力表達(dá)式為QxFb Ｂ．AC,彎矩表達(dá)式為M(x)Fbx；L LＣ．CB段，剪力表達(dá)式為QxFa Ｄ．CB段,彎矩表達(dá)式為M(x)Fa(Lx)L L題1圖

題2圖鑄鐵拉伸試驗(yàn)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(gè)是正確的（D ）切應(yīng)力造成，破壞斷面在與軸線夾角45oB．切應(yīng)力造成，破壞斷面在橫截面；C．正應(yīng)力造成，破壞斷面在與軸線夾角45o方向；D．正應(yīng)力造成，破壞斷面在橫截面。工作壓力為10Mpa，容積為2m3的乙烯貯罐屬于（C 。Ⅰ類容器 B．Ⅱ類容器 C．Ⅲ類容器 D．不上5．最終在圖紙上標(biāo)注的厚度為（ A 。A．名義厚度 B．計(jì)算厚度 C．設(shè)計(jì)厚度 D．毛坯厚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7．對(duì)于存儲(chǔ)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(duì)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．1/2 B．1 C．2 9．下列不屬于工程上常采用的開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的是（ B 。A．補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) B．多層包扎補(bǔ)強(qiáng) C．厚壁管補(bǔ)強(qiáng) D．整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》試卷答案 第1頁共5頁壓力容器標(biāo)準(zhǔn)法蘭不包括（ D 。A．甲型平焊法蘭 B．乙型平焊法蘭 C．長頸對(duì)焊法蘭 D．短頸對(duì)焊法蘭三、是非題（共10小題，每題1分，共計(jì)10分）（√）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（√）應(yīng)力集中因數(shù)反應(yīng)的是應(yīng)力集中的程度（√）（×）（×）介質(zhì)與壓力一定，壁厚越大，薄膜應(yīng)力就越?。ā粒┤萜鞣ㄌm與管法蘭的PNDN相同時(shí)可以相互代用（×）外壓和真空容器不應(yīng)以內(nèi)壓進(jìn)行壓力試驗(yàn)（×）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)（√）輪齒折斷是輪齒失效的主要形式之一（√）四、分析、計(jì)算題（共60分）圖示結(jié)構(gòu)，分別畫出受力圖分析ABBC（6分）（3分） （3分）變截面直桿受力如圖，已知（7分）畫軸力圖2分）求最大應(yīng)力F AB A1

3510387.5MPa400 （1分）F BC1F

27040027103

67.5MPa

（1分） CD A2

90MPa（1分）300 max

90MPa強(qiáng)度校核 90MPamax （2分）輪輸入功率C輪輸出功率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）《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》試卷答案 第2頁共5頁（）計(jì)算外力偶矩M 9549501592Nm（1分）A 300M 9549B

30300

955Nm（1分）M 954920637NmC 300 （1分）畫傳動(dòng)軸的扭矩圖（1分）得：|Tmax|1=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）,材料的[計(jì)圓截面直徑（7）（）畫梁的彎矩圖求最大彎矩3分）M max

（1分）（2）強(qiáng)度計(jì)算由正應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則M M

M

]max Wz

3 （2）d

Mmax

5000.410325.5mm30.1[] 0.1120 （1所以，梁的直徑取d=26mm。3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P2=30KNe=0.2m，b=0.18mh力。并求出這時(shí)的最大壓應(yīng)力（7分）（）求內(nèi)力：M=P2e=6KN.m（1分）N=P1+P2=100+30=130KN（1分）（2）求應(yīng)力： P

130103 6

0（2分）max A Wz

0.18h 0.18h2/6∴h=276.9mm，取h=280mm（1分） PM

130103 6

5.13MPa（2分）max A Wz

0.180.28 0.180.282/6Q345R170Mpa，常溫屈服強(qiáng)《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》試卷答案 第3頁共5頁度為345Mpa，厚度附加量C=3mm，試校核貯罐強(qiáng)度。（6分）,局部探傷）Q345R：常溫下的許用應(yīng)力：[]=170MPa設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力：[]t=170MPa常溫度下的屈服點(diǎn)：s=345MPa有效壁厚：δe=δn－C=16－3=13mm（參數(shù)確定總計(jì)2分）（2）強(qiáng)度校核最大允許工作壓力[Pw][p]

2[]te

21700.85132.33

（2分）w Di e

160013∵ Pc＞[Pw] ∴該貯罐強(qiáng)度不足分）7．某化工廠反應(yīng)釜，內(nèi)直徑1400mm，設(shè)計(jì)溫度170℃、工作壓力1.5MPa1.60Cr18Ni10Ti鋼板，雙面對(duì)接焊、全部無損檢測(cè)，厚度負(fù)偏差0.8mm，腐蝕裕量0，該材料常溫許用應(yīng)力為137Mpa，設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的厚度。）解：（1）設(shè)計(jì)參數(shù)確定設(shè)計(jì)壓力p=1.6MPa(取安全閥的開啟壓力)，計(jì)算壓力p=p=1.6MPa(題中未給出確定液拄靜壓c力的條件，故取其為零)；（2分）0Cr18Ni10Ti鋼在20σ]=137MPa，在170σ]t=134.2MPa；厚度附加量C=C1+C2=0.8mm（1分）焊接接頭系數(shù)1.0（對(duì)接雙面焊、全部無損檢測(cè)）；（1分）筒體厚度確定 pc

1.61400 8.4mm2[]tpc

2134.21.0

；（2分） 10mm8.4+0.8=9.2mm，按鋼板厚度規(guī)格向上圓整得名義厚度n （1分）封頭厚度確定采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，計(jì)算厚度為： Kpc

1.001.61400 8.37mm]t0.5pc

2134.21.00.51.6

（2分）C C2 1

8.3700.8

，按鋼板厚度規(guī)格向上圓整得

（1）有效厚度C100.89.2mm（1分）e n0.15%Di

0.1514002.1mm100 ；《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》試卷答案 第4頁共5頁9.2mm＞2.1mm，滿足標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭有效厚度不得小于其內(nèi)直徑0.15%的要求。（1分），充水重10480kg，1500BⅠ帶墊板鞍式支座是否合適（該鞍座最大允許載荷272k（7分）解：根據(jù)設(shè)備公稱直徑能力約100KN，確定選擇重型BⅠ、包角為12Q分）鞍座標(biāo)記為JB/4712.1-2007 鞍座BⅠ1