化工设备机械基础复习及答案汇总Word文档格式.docx

1、 23、发生边缘弯曲的原因是由于薄膜变形不连续。 24、当q/b=2时为标准型椭圆形封头。 25、圆柱壳体的环向应力为=PD/2 26、球形壳体的环向应力为=PD/4 27、d是圆筒的设计厚度。 28、是圆筒的计算厚度。 29、有效厚度e=+ 30、凸形封头包括半球形封头椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头四种。 31、碟形封头由以Ri为半径的球面，以r为半径的过度弧高度为h0的直边三部分组成。 32、锥形封头在同样条件下与凸形封头比较，其受力情况较差。 33、球冠形封头在多数情况下用作容器中两独立受压室的中间封头。 34、刚性圆筒，由于它的厚径比e/D0较大，而长径比L/D0较小，所以一般不存在

2、因失稳破坏的问题。 35、加强圈应有足够的刚性，通常采用扁钢、角钢、工字钢或其它型钢组成。 36、卧式容器的支座有鞍座圈座和支腿三种。37、立式容器有耳式支座、支承式支座腿式支座和裙式支座四种。38、法兰按其整体性程度可分为松式法兰、整体法兰和任意式法兰三种。 39、国家标准中的手孔的公称直径有DN150和DN250两种。 40、平带一般由数层帆布粘合而成并用接头连接成环形带。 41、V带的横截面为等腰梯形，其工作面是与轮槽相接触的两侧面。二、问答题1、构件在外力作用下，安全可靠地进行工作应满足哪些力学条件？ 答：（1）强度条件； （2）刚度条件； （3）稳定性条件2、常见典型平面约束有几种？

3、（1）柔索约束，如绳子、链条、皮带、钢丝等 （2）理想光滑面约束 （3）圆柱铰链约束3、材料力学对变形固体作了哪些假设？（1）连续性假设 （2）均匀性假设 （3）各向同性假设4、提高梁弯曲强度和刚度的措施？（1）合理安排梁的受力情况 （2）选择合理的截面形状5、引构件产生交变应力的原因有哪些？（1）载荷作周期性变化 （2）载荷不变化，但构件作某些周期性运动6、提高构件疲劳强度的措施？（1）减缓应力的集中 （2）降低表面粗糙度 （3）增加表面强度7、化工容器零部件标准化的意义是什么？标准化是组织现代化生产的重要手段，实现标准化，有利于成批生产，缩短生产周期，提高产品质量，降低成本，从而提高产品的

4、竞争力，实现标准化，可以增加零部件的互换性，有利于设计、制造、安装和维修，提高劳动生产率。标准化为组织专业生产提供了有利条件。有利于合理利用国家资源，节省材料等。标准化的基本参数公称直径、公称压力。8、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？ 答（1）强度 （2）刚度 （3）稳定性 （4）耐久性 （5）密封性 （6）节省材料和便于制造 （7）方便操作和便于运输：9、轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围？（1）回转壳体曲面在几何上是轴对称的壳体厚度无实变。曲率半径连续变化的、材料均匀、连续且各向同性。 （2）载荷在壳体曲面上的分布是轴对称和连续的没有突变情况 （3）壳体边

5、界应该是自由。 （4）壳体在边界上无横向剪力和弯矩。10、压力试验的种类？（1）液压试验 （2）气压试验 （3）气密试验 11、在简体与锥形封头连接时，可采用哪两种方法来降低连接处的边缘应力？（1）使联接处附近的封头及筒体厚度增大，即采用局部加强的方法 （2）在封头与筒体间增加一个过渡圆弧，则整个封头由锥体过渡弧及高度为h0的 直边三部分组成。12、影响外压容器临界压力的因素有哪些？（1）筒体的几何尺寸的影响 （2）筒体材料性能的影响 （3）筒体椭圆度和材料不均匀的影响13、为安全，可拆连接、法兰必须满足哪些基本要求？（1）有足够的刚度 （2）有足够的强度 （3）能耐腐蚀 （4）成本廉价14、

6、带传动的优缺点？优点 （1）适用于两轴中心距较大的传动（2）带具有良好的弹性，可以缓和冲击和吸收振动（3）过载时，带在轮上打滑，可防止其他零件损坏（4）结构简单，加工和维护方便，成本低廉 缺点 （1）传动的外廓尺寸较大 （2）不能保证固定不变的传动比 （3）带的寿命短 （4）传动效率较低等15、轮齿失效有哪几种形式？（1）轮齿的折断 （2）齿面的点蚀 （3）齿面磨损 （4）齿面胶合 （5）齿面 塑性变形16、滚动轴承的主要失效形式是什么？在正常使用情况下，只要选择，安装，润滑，维护等方面都考虑周到。绝大多数轴承因滚道或滚动表面疲劳点蚀而失效。当轴承不回转，缓慢摆动或低速转动时，一般不会产生疲劳

7、损坏。但在很大的静载荷作用下，会使轴承滚道和滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服极限，出现表面塑性变形不能正常工作。此外，由于使用维护和保养不当或密封润滑不良等因素，也能引起轴承长期磨损、胶合等不正常失效现象。三、计算题1、用三轴钻床在水平工件上钻孔时，每个钻头对工件施加一个力偶（如图）。已知三个力偶的矩分别为：M1=1kNm；M2=1.4kNM3=1kNm，固定工件的两螺栓A和B与工件成光滑面接触，两螺栓的距离l=0.2m，求两螺栓受到的横向力。 解：据M=Fd M=M1+M2+M3=1+1.4+2=4.4kNm F=M/d=4.4/0.2=22kN两螺栓受到的横向力为22kN2、如图所示，

8、有一管道支架ABC。A、B、C处均为理想的圆柱形铰链约束。以知该支架承受的两管道的重量均为G=4.5kN，图中尺寸均为mm。试求管架中梁AB和BC所受的力。梁AB的受力图 FyFx FN1 FN2 A B FB Fx=0 Fx+FBcos45=0Fy=0 Fy1FN1FN2FBcos45MA=0 Fy10FN10.4FN21.12FBcos451.12=0FB=9.67kN Fx=6.84 Fy=2.16杆BC的受力图FB FAFC=FB=FB=9.673如图（a）表示齿轮用平键与轴连接，已知轴直径d=70mm ，键的尺寸为hl=20mm12mm100mm，传递的扭转的扭转力偶矩M=2kNm，

9、键的许用切应力=60MPa，p=100MPa，试校核键的强度。先校核键的剪切强度。将平键沿n-n截面分成两部分，并把n-n以下部分和轴作为一整体来考虑（图b），对轴心取矩，由平衡方程M0=0，得 FS（d/2）=M, FS=2M/d=57.14（kN）剪切面面积为A=l=20100=2000mm2，有 =FS/A=57.14103/2000106=28.6（MPa）可见平键满足剪切强度条件。 其次校核键的挤压强度。考虑键在n-n截面以上部分的平衡（图c），则挤压力F=FS=57.14kN，挤压面面积AP=hl/2，有 p=F/Ap=57.14103/6100106=95.3（MPa）p故平键也

10、满足挤压强度条件。4、如图所示结构中梁AB的变形及重量可忽略不计。杆1为钢制圆杆，直径d1=20mm,E1=200;杆2为铜制圆杆，直径d2=25mm,E2=100GPa。试问：（1）载荷F加在何处，才能使梁AB受力后仍保持水平？（2）若此时F=30kN，求两拉杆内横截面上的正应力。杆1的拉力F1 杆2的拉力F2F1=E1/4d2=200GPa/4（20）2=6.28107NF2=E2d2=100GPa（25）2=4.91MA=0 Fx+F22=0MC=0 F（2x）+F1Fx=11.19107N x=0.88（2） 当F=30kN时 MA=0 F0.88+F2MB=0 FF1=1.68104

11、N F2=1.32104N对杆1 1=F1/（/4d12）=1.68104/（/420210-6）=53.5MPa对杆2 2=F2/（/4d22）=1.3225210-6）=26.9MPa杆1的正应力为53.5MPa杆2的正应力为26.9MPa5、以圆轴以300r/min的转速传递331kW的功率。如=40MPa，=0.5/m，G=80GPa，求轴的直径。 由强度条件设计轴的直径 max=T/wt=16T/d3 T=9550p/n=9550331300=10.536kN d（16T/）1/2=1610536/（40106）=11.03（cm） 由钢度条件设计轴的直径 Dmax=T/GIp180

12、/=32T/Gd4180/ d（32T/G180/）1/2=3210536180/（801090.5）1/2=11.13（cm） 取d11.13cm6、一外伸梁受均布载荷和集中力偶作用，如图所示（见答案），试作此梁的剪力图和弯矩图。（1）求支反力 取全梁为研究对象，由平衡方程 MA=0 qa2/2+Me+FRB2a=0 FRB=qa/4Me/2a=201/420/21=15（kN） 负号表示FRB实际方向与假设方向相反，即向下。 Fy=0 ， FRA+ FRBqa=0 FRA=qaFRB=201（15）=35（kN）（2）作剪力图 根据外力情况，将梁分为三段，自左至右。CA段有均布载荷，剪力图为斜直线。AD和DB段为同一条水平线（集中力偶作用处剪力图无变化）。A截面左邻的剪力FSA左=20kN，其右邻的剪力FSA右=15kN，C截面上剪力FSC=0，可得剪力图如图（b）。由图可见，在A截面左邻横截面上剪力得绝对值最大，|FS|max=20kN（3）作