化工设备机械基础模拟复习题.docx
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化工设备机械基础模拟复习题
化工设备机械基础模拟复习题
解释以下术语
力的平移原理固定端约束铰链约束名义屈服极限虎克定律弹性模量线应变强度指标应力状态主应力广义虎克定律
剪力互等定理厚度附加量应力集中有效厚度纯剪切扭转角
封头临界长度临界压力
填空
代表
4椭圆形封头常带有直边，其作用是
6有效厚度5e、名义厚度5n、设计厚度5d、计算厚度5的大小顺序为
作压力Pw、安全压力ps、设计压力pd的大小顺序为
7外压短圆筒的临界压力与
用是
开孔。
3一般将含碳量
的铁碳合金称为铸铁；金属材料
20CrMnTi所表示的意义
4外压圆筒的失稳破坏一般有环向失稳和
；短圆筒的环向失稳一般产
波形。
5长圆筒增设加强圈的作用是①
:
②
3•当设备直径超过900mm时，应开设人孔。
人孔形状有
两种，标准椭
圆形人孔尺寸为
6压力容器及其零部件标准化的基本参数是
判断是非
三方程可以解决平面力系的平衡问题
1.2Fx=0,2M（A）=0,2M（B）=02材料的塑性随温度的降低而减小3塑性材料在压缩时，随应力增加，线应变快速增大。
4圆轴扭转时无正应力，只有剪应力。
5在三向拉应力状态下，最好采用最大拉应力理论来进行强度计算。
6受力构件上某点的应力状态与其方位无关7直接采用无缝钢管制作筒体时，其公称直径指无缝钢管的内径（9在相同条件下，蝶形封头厚度比椭圆形封头厚度小10外压圆筒不存在强度破坏，只存在稳定性破坏
1只受到二个力作用的构件称为二力构件（
2同一种力可以使构件产生不同的变形效果。
（
3圆轴扭转时某横截面上半径相同的地方，剪应力都相等（）4梁弯曲时横截面上的剪力可以看成是该截面的弯矩对位置的导数（5最大伸长线应变理论能较好的解释一些脆性材料拉伸时的破坏现象（
6圆筒上开椭圆孔，应使其短轴与圆筒轴线垂直（7管子的公称直径介于内径与外径之间8沿顶部边缘支撑的圆筒内盛一定高度的液体，其轴向应力与液面高度成正比（
9当锥壳的半顶角超过600时，其厚度可按平盖计算（）
10无折边的锥形封头与筒体的连接部分都需要加强
4回转壳体的轴向应力与环向应力的计算是通过受力平衡推导出来的
四选择题
1右图一支架受力达到平衡，下列平衡方程线性相关的一组是
A.0;2B.1;2
C.2;1D.0;1
3有一①25X5的空心圆轴，现改用材料相同的实心轴代替，在相同的外扭矩作用下达到相
同的强度与刚度要求，所用材料体积为原来的
B.
A.1.424
1.524C.1.324D.1.2244下列容器属于三类容器的是
A直径为2000mm设计压力为10Mpa的废热锅炉。
B设计压力为0.6Mpa的氟化氢气体储罐。
C为1.0Mpa的搪玻璃压力容器。
D设计压力为常压的煤气气柜。
1下列有关力偶性质的说法不正确的是
力偶对刚体的作用是纯的转动效应。
可任意改变力偶中两力的大小和力偶臂，使力偶矩不变。
力偶矩不变时，可以移到与其作用面平行的平面内。
力偶矩大小、转向和作用面为力偶的三要素。
当外力不变时，随使用温度的提高，材料的机械性质一般会发生变化。
下列正确的一组
A.
E会增大；
卩会减小；
£会减小；
bb会减小。
B.
E会减小；
卩会增大；
£会减小；
bb会增大。
C.
E会减小；
卩变化不大；
£会增大；
bb会减小。
D.
E会增大；
卩变化不大；
£会增大；
bb会减小。
3一横截面尺寸为40X10长方形等直杆，垂直放置比水平放置时抗弯强度提高了
倍。
A.4B.2C.3D.6
4有关内压椭圆形壳体的应力分布不正确的是
A
顶点（x=0）处的经向应力与环向应力相等。
从顶点到边缘经向应力恒为拉应力。
当长短轴的平方比小于2时，环向应力恒为拉应力。
从顶点到边缘环向应力恒大于零。
D
5外压容器按临界压力的大小可分为长圆筒和短圆筒，长圆筒的临界压力与下列因素无关。
A.材料性质B.
6卧式容器的支座有三种形式，
A.鞍座、圈座、支腿
C.裙式、圈座、鞍座
操作条件C.厚径比D.长径比
下列选项正确的是
B.
D.
鞍座、
裙式、
圈座、耳式圈座、支腿
3一横截面为正方形（变长为
a）的物
体在其几何轴线上受到拉力
F作用，此
时拉应力为
b0；现在其中部挖一深a/2
的缺口，若此时的组合应力为b.
如图
.倍。
A.4
B.6
C.8
D.10
5常用作容器中两独立受压室的中间
封头，也可以用作端盖使用的封头是
A.球冠形封头B.蝶形封头
C.球形封头D.椭球形封头
6承受外压的圆筒会产生稳定性破坏,
可通过增设加强圈来克服稳定性破坏。
F面对加强圈
作用的表述不正确的是:
A.可缩短圆筒的计算长度
B.
可提咼临界压力
C.可增加圆筒的刚性
D.
可降低连接处的边缘应力
1如右图所示悬臂梁，长受约束反力矩为
1m。
1kN，与梁的几何轴线夹角为30°，则固定端A所
A866N.m
B500N.m
C-866N.m
D-500N.m
现用内径30mm、横截面积不倍。
3有一直径40mm的实心圆轴，在抗扭强度不变的条件下,变的同等材料的空心圆环轴代替，外加扭矩可提高到原来的
A1.7B1.5C2.1D1.3
4某水平放置的简支梁AB，在C点作用一集中力F,且AC=1/3AB。
现将F均匀地作用在AB上，则最大弯矩是原来的倍。
D4/9
A9/16B1/2C5/16
A3n>3》3eB
C3e》3n>3D3n》3e>3
10承受外压的圆筒会产生稳定性破坏，可通过增设加强圈来克服稳定性破坏。
下面对加强圈作用的表述不正确的是：
。
A.可缩短圆筒的计算长度B.可提高临界压力
C.
可增加圆筒的刚性D.可降低连接处的边缘应力
3下面有关圆轴产生纯扭转变形的几何特点与应力分布的描述，不正确的是
A几何变形符合平面截面假设B相邻两横截面相对扭转一个角度
C横截面上每一点切应力方向与径向垂直
D半径相同的位置切应力相等。
4一横截面尺寸为40X10长方形等直杆，垂直放置比水平放置时抗弯强度提高了
倍。
A.3B.4C.2D.6
6理想晶体的晶体结构可看成是由一个个晶胞按一定规律排列而成的，晶胞类型有面心立方、体心立方、密排六方三种。
其中面心立方晶胞中的原子个数为
1简述复杂应力下的强度理论及应用场合。
2从容器的安全、制造、使用等方面说明对化工容器机械设计有哪些基本要求?
1化工容器零部件标准化的意义是什么？
标准化的基本参数有些?
六应用计算题
亠nFPa
五（9分）
D=5000mm,厚度5=10mm，油的液
有一立式圆筒形储油罐，罐体中径
面离罐底面高H=18000mm，油的相对密度为0.7，试求：
当p0=O.1Mpa（表压）时，油罐筒体上的M点的应力及最大应力？
-5000
六（16分）如图所示，扭矩Mn2kN.m，轴向力P100kN，作用在直径D50mm的钢轴上若
170MPa,求圆轴外圆周的危险点A处
（1）主应力的大小；
（2）主平面位置；（3）
最大剪应力；（4）分别用第三、第四强度理论计算该点的相当应力。
Mn
Pin
1如图所示，直径为50mm的实心梁上受到一均布载荷和一力偶的作用。
（1）列出剪力方程和弯距方程，
（2）画出剪力图和弯矩图，（3）求危险横截面上最大正应
力。
（13分）
2）
请分别
2.已知搅拌反应釜的传动轴直径D为20mm,材料为45钢。
其传递的轴功率为1.5kW，搅
拌转速n100r/min,
（1）求扭转时传动杆横截面上所受到的最大剪应力是多少？
（若传动轴还受到轴向的压力P8kN和弯曲力矩M0.1kN.m的作用，如图所示，
用第三和第四强度理论计算该传动轴危险点处的相当应力。
（15分）
弯曲
P压缩
3.—个低合金钢内压反应塔，筒体内径
Di
1000mm，标准椭圆形封头,
设计压力
2.1MPa，
工作温度2700C，塔体采用单面手工电弧焊,
100%无损探伤（焊缝系数取
0.9），厚度附加量
取1.8mm。
设计塔体壁厚，并校核水压试验强度。
t144MPa,
170MPa，
s345MPa,TPTDi
2e
-0.9s）（9分）
1.试求下列梁的剪力和弯矩方程，并作剪力图和弯矩图。
求出最大剪力和弯矩。
长度为a,CB长度为2a。
（14分）。
4.今欲设计一台内径1200mm
的圆筒形容器。
工作温度为10C，最高工作压力为1.6MPa。
筒体采用双面对接焊，局部探伤
（焊缝系数取0.9）。
端盖为标准椭圆形封头，采用整板冲压
成型。
容器装有安全阀，材质为
Q235-B,该材料在常温下的许用应力为140MPa。
容器为单
面腐蚀，腐蚀速度为0.2mm/a，钢板厚度负偏差取0.8mm，设计使用年限为10年，试设计
该容器筒体及封头厚度。
（10分）
2.试求下列梁的剪力和弯矩方程，并作剪力图和弯矩图。
求出最大剪力和弯矩。
已知
AB
长度为2a,BC长度为
1.如图所示结构，A、BC、E、F、G处均为铰接。
已知F=1500N,AD=DB=2000m,BE=1000mm
EC=3000mm/CEF=450试求A处反力及杆EF、CG所受的力。
（12分）
£1
1.如图所示，一管道支架ABC。
A、B、C处均为理想的圆柱形铰
链约束。
已知该支架承受的两管道的重量均为
在AB的中点，且/
ABC=450试求:
（1）梁AB所受反力;
度条件时最小直径。
G=4.5KN，管道C
（2）若BC为圆钢，[d]=125MPa求其满足强
（12分）
A
C
1.起重机横梁AB重G为4kN,起吊重W为10kN。
B端用钢丝绳BC拉着，其自重不计。
AB、C处均为铰接，/ABC=30,AB长2m,起吊点D离B点0.5m。
（如图所示）。
若钢丝绳的许用应力为120MPa,钢丝绳的直径至少为多少？
（12分）
3.卧式离心机转鼓重G=2.0KN，电动机传递功率P=10KW，转速80r/min。
传动轴的许
用应力为100MPa。
试分别按第三、第四强度理论设计
轴的直径（16分）
500
TOO
4.某化工厂反应釜，内径
0Cr18Ni10Ti。
焊接采用双面对接焊，焊缝系数取有安全阀，焊缝系数取1.0。
设计条件为：
许用应力厚度负偏差取0.8mm。
设计筒体和封头厚度。
1600mm，工作温度5~105C,工作压力1.6MPa,釜体材料选用
0.9,局部无损探伤，标准椭圆形封头上装
110~137MPa，腐蚀裕量取1mm，钢板
（10分）
成型。
容器装有安全阀，材质为
面腐蚀，腐蚀速度为0.2mm/a,
Q235-B,该材料在常温下的许用应力为140MPa。
容器为单
钢板厚度负偏差取0.8mm，设计使用年限为10年，试设计
该容器筒体及封头厚度。
（10分）
1.梁AB、BC在B点通过圆柱铰链连接，C点为固定端约束。
已知q=10KN/m,a=1m，求
A、B、C处反力。
（12分）
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