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1、化工设备机械基础模拟复习题一 解释以下术语力偶 力的平移原理 固定端约束 名义屈服极限 虎克定律 剪切胡克定律 弹性模量 线应变 强度指标 应力状态 主应力 广义虎克定律 硬度 韧性 剪力互等定理 厚度附加量 应力集中 有效厚度 纯剪切 扭转角绕度 公称直径 封头 临界长度 临界压力二 填空1 两力杆的变形特点是 ；圆轴扭转的变形特点是 。2 直径为 10mm 的直杆两端受 1KN 的拉力，则与轴线成 300 角的斜截面上的正应力为 ，剪应力为 。3 脆性材料一般用作成压部件的原因是 ；圆轴扭转时常用空心的代替实心的，理由是 。4 有一三向主应力状态， 1 2 3 ,则最大剪应力为 ，其作用位

2、置在 。6 有效厚度 e、名义厚度 n、设计厚度 d、计算厚度 的大小顺序为 ；工作压力 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 因素有关；长圆筒增设加强圈的作用是 。8 在容器附件中，常用标准手孔的公称直径有 ；圆形标准人孔的公称直径有 。315MnVDR 代表普通低合金钢，各元素含量为 ，D 表示低温用钢，R 代表 。4 椭圆形封头常带有直边，其作用是 ； 。5 在圆筒壳体表面开椭圆孔，应使椭圆的 （填长轴或短轴）与轴线平行；锥形壳体应在 开孔。3 一般将含碳量 的铁碳合金称为铸铁；金属材料 20CrMnTi 所表示的意义是 。4 外压圆筒的失稳破

3、坏一般有环向失稳和 ；短圆筒的环向失稳一般产生 波形。5 长圆筒增设加强圈的作用是 ； 。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 。1 普通碳素钢材料的应力应变曲线有 ，屈服阶段， ， 四个阶段。4 材料代号 HT150 的含义是 ；1Cr19Ni9Ti 的含义是 。5 压力容器在设计过程中引入厚度附加量概念，厚度附加量包括 和 两部分，钢板的加工精度和厚度决定了 的大小。6 椭圆形封头常带有直边，其作用是 ； 。4 如果外压容器的设计压力大于许用压力，应采取 和 措施。1 轴向拉压杆的受力特点是 ，其变形特点是 。2材料的机械性质表现为强度、

4、、 ， 四个指标。3 材料代号 Q235-AF 含义是 ；20R 的含义是 。4 压力容器在使用前或使用一段时间后都要进行压力试验，其目的是 ； 。6 压力容器及其零部件标准化的基本参数是 ， 。三 判断是非1Fx = 0 ，M(A) = 0 ，M(B) = 0 三方程可以解决平面力系的平衡问题 （ ）1 只受到二个力作用的构件称为二力构件 （ ）2 材料的塑性随温度的降低而减小 （ ）5 受力构件上某点的应力状态与其方位无关 （ ）6 管子的公称直径介于内径与外径之间 （ ）7 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 （ ）8 圆筒上开椭圆孔，应使其短轴与圆筒轴线垂直（

5、）8 当锥壳的半顶角超过 600 时，其厚度可按平盖计算 （ ）8 无折边的锥形封头与筒体的连接部分都需要加强 （ ）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 X=0 ；Y=0 ； M(A)=0B X=0 ；M(B)=0 ；M(C)=0C Y=0 ；M(C)=0； M(A)=0D Y=0 ；M(B)=0 ；M(A)=02 如右图所示：若不考虑弯曲剪切的影响，则 A 点、B 点的应力状态分别是 。A. 0；2 B. 1；2 C. 2；1 D. 0；13 有一 255 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

6、为原来的 倍。A. 1.424 B. 1.524 C. 1.324 D. 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 。A 力偶对刚体的作用是纯的转动效应。B 可任意改变力偶中两力的大小和力偶臂，使力偶矩不变。C 力偶矩不变时，可以移到与其作用面平行的平面内。D 力偶矩大小、转向和作用面为力偶的三要素。2 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。下列正确的一组是

7、 。A. E 会增大； 会减小； 会减小； b会减小。B. E 会减小； 会增大； 会减小； b会增大。C. E 会减小； 变化不大； 会增大； b会减小。D. E 会增大； 变化不大； 会增大； b会减小。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。B 从顶点到边缘经向应力恒为拉应力。C 当长短轴的平方比小于 2 时，环向应力恒为拉应力。D 从顶点到边缘环向应力恒大于零。6 卧式容器的支座有三种形式，下列选项正确的是 。A. 鞍座、圈座、支腿 B. 鞍座、圈座、耳式C. 裙式、圈座、鞍座 D. 裙式、圈座、支腿5 常用作容器中两独立受压室的中间

8、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。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1 如右图所示悬臂梁，长 1m 。 力 F 为 1kN，与梁的几何轴线夹角为 300，则固定端 A 所受约束反力矩为 。A 866N.m B 500N.mC -866N.m D -500N.m3 有一直径 40mm 的实心圆轴，在抗扭强度不变的条件下， 现用内径 30mm、横截面积不变的同

9、等材料的空心圆环轴代替，外加扭矩可提高到原来的 倍。A 1.7 B 1.5 C 2.1 D 1.34 某水平放置的简支梁 AB，在 C 点作用一集中力 F，且 AC=1/3 AB。现将 F 均匀地作用在 AB 上，则最大弯矩是原来的 倍。A 9/16 B 1/2 C 5/16 D 4/95 如右图所示的悬臂梁，横截面为矩形，其右端作用一力偶 m. A、B 两点的应力状态分别为 。A 0 ；1 B 1 ；2 C 1 ；0 D 2 ；16 在铁碳合金中，碳的存在形式决定了铁碳合金的机械性能， 的含量越大，其硬度、强度就越大。A 石墨 B 铁素体 C 奥氏体 D 渗碳体7 当容器的直径较小时，可直接

10、用无缝钢管制作，此时容器的公称直径是指 。A 内径 B 中径 C 外径 D 与外径相对应的某一数值。8 关于回转壳体圆柱壳、球壳、圆柱壳的应力描述正确的是 。A 圆筒的环向应力是经向应力的一半B 球壳的环向应力与压力相同的圆筒的环向应力相等C 球壳的环向应力与压力相同的圆筒的经向应力相等D 锥壳应力随纬圆半径和半锥角的增大而减小。9 内压容器在设计过程中有名义厚度 n、有效厚度 e、 、计算厚度 之分，它们的大小顺序为 ；A n e B n e C e n D n e 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

11、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7 有缝钢管用来输送低压流体，其公称直径是指 。 A 内径 B 中径 C 外径 D 与外径相对应的某一数值。9 内压容器在设计时有工作压力 pw、计算压力 pc、设计压力 pd 之分，这三种压力的大小顺序为 。A pd pw pc B pd pc pw C pc pw pd D pc pd pw6 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 。A 14 B 12 C 9 D 175 外压容器按临界压力的大小可分为长圆筒

12、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. 操作条件 C. 厚径比 D. 长径比2 有一水平直杆，两端受到相等的拉力作用。 其横截面上产生的正应力为 0。则与轴线成 600 的斜截面上的切应力为 。A 0.866 0 B 0.5 0 C 0.433 0 D 0.577 03 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。3 一横截面尺寸为 4010 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. 4 B. 2

13、 C. 3 D. 63 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 0；现在其中部挖一深 a/2 的缺口，若此时的组合应力为 ，如图所示。则 是 0 的 倍。A. 4 B. 6 C. 8 D. 10五 简答题 1 画出普通碳素钢的应力应变曲线，并说明每一阶段的特点。2 比较说明内压圆筒、球壳、圆锥壳体的经向应力和环向应力。2 叙述外压圆筒的厚度设计方法。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 应用计算题四 试求下列各梁的

14、剪力和弯矩方程，其中 a=2m， P=1KN （12 分,每题 6 分） 。五（9 分）有一立式圆筒形储油罐，罐体中径 D=5000mm, 厚度 =10mm ，油的液面离罐底面高 H=18000mm，油的相对密度为 0.7，试求：当 p0=0.1Mpa(表压)时，油罐筒体上的 M 点的应力及最大应力？六（16 分）如图所示，扭矩 ，轴向力 ，作用在直径 的钢轴上若mkNn.2kNP10mD50，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；MPa170（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。1如图所示，直径为 50mm 的实心梁上受到一均布载荷

15、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 ， （1）求扭转时传动杆横截面上所受到的最大剪应力是多少？min/0r（2）若传动轴还受到轴向的压力 和弯曲力矩 的作用，如图所示，kNP8mkNM.10请分别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）3一个低合金钢内压反应塔，筒体内径 ，标准椭圆形封头，设计压力mDi102.1MPa，工作温度 ，塔体采用单面手工电弧焊，100%无损探伤( 焊缝

16、系数取 0.9)，C027厚度附加量取 1.8mm。设计塔体壁厚，并校核水压试验强度。 （ ，MPat14， ， ） （9 分） MPa170Pas345seiTDp.021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 AC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 10 ，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 140 MPa。容器为单面腐蚀，腐蚀

17、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 a, F=qa。 （12 分） 。1.如图所示结构，A、B、C、E、F、G 处均为铰接。已知F=1500N，AD=DB=2000mm，BE=1000mm，EC=3000mm，CEF=45 0 .试求 A 处反力及杆 EF、CG所受的力。 （12 分）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 G=4

18、.5KN，管道C 在 AB 的中点，且 ABC=45 0 试求:(1)梁 AB 所受反力；（ 2）若 BC 为圆钢，=125MPa , 求其满足强度条件时最小直径。 （12 分）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。A、B、C 处均为铰接，ABC=30 0, 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 80 r/min。传动轴的许用应力为 100MP

19、a 。试分别按第三、第四强度理论设计轴的直径 （16 分）4. 某化工厂反应釜，内径 1600mm，工作温度 5 105，工作压力 1.6MPa，釜体材料选用0Cr18Ni10Ti。焊接采用双面对接焊，焊缝系数取 0.9，局部无损探伤，标准椭圆形封头上装有安全阀, 焊缝系数取 1.0。设计条件为：许用应力 110 137MPa，腐蚀裕量取 1mm，钢板厚度负偏差取 0.8mm。设计筒体和封头厚度。 （10 分）4今欲设计一台内径 1200mm 的圆筒形容器。工作温度为 10 ，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 140 MPa。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）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）