1、1开 封 大 学 200 200 学 年 第 学 期学院化工设备机械基础试题试卷 B题号 一 二 三 四 五 总计 审核得分一、 填空题。 （每小题 2 分，共计 40 分）1、 金属材料的强度主要有包括：_屈服点_、_抗拉强度_、_蠕变极限_、 _持久强度_、 _疲劳强度_ 等指标。2、 纯铁通常情况下可以有_面心立方晶格_和_体心立方晶格_两种结构。3、 低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量_Si_、_Mn_、_Cu_、_Ti_、_V_、_Nb_、_P_等合金元素构成。4、 金属设备的防腐措施可以有_衬覆保护层_、_电化学保护_、_添加缓释剂_等方法。5、 内压薄壁容器的应力分析一般采用薄膜
2、应力理论，该理论假定考虑的应力状况只有_正应力_，没有_弯曲正应力_，是一种两向应力状态。6、 内压圆筒边缘应力的特点是具有_局部性_和_自限性_。7、 装有爆破片的内压容器的设计压力等于爆破片的_设计爆破_压力加上所选爆破片制造范围的_上限值_。得分阅卷人姓名班级学号座号密封线28、 压力容器的名义厚度等于_设计厚度_和_厚度附加量_之和并且向_上圆整_达到常用的钢板厚度标准。9、 碟形封头可以有三部分构成，这三部分是：_球面部分_、_折边部分_、和_直边部分_。10、 按照破坏情况，外压圆筒形壳体可以有_长圆筒_、_短圆筒_、和_刚性圆筒_三种。11、 对于外压长圆筒和短圆筒而言，设计过程
3、中除了需要进行_强度_计算外，尤其需要进行_稳定性_校核。12、 按照法兰与设备或管道联接方式不同可以将法兰分为_整体法兰_、_活套法兰_、 _螺纹法兰_三类。13、 计算法兰厚度、确定法兰的公称压力级别时是以_16MnR_材料在_200_温度下的力学性能 为基准制定的。14、 A 型带垫板 8 号耳式支座可以表示 为：耳座 A3。15、 容器的开孔补强设计原则有两种，它们是：_等面积补强法_设计原则和_塑性失效_补强原则。16、 管壳式换热器温差应力的补偿可以有_减少壳体与管束间的温度差_、_装设挠性构件_、 _壳体和管束自由 热膨胀_等方法。17、 自支承式塔设备除了承受工作介质压力外还承
4、受_自重_、_风_、_地震 _、_偏心_等载荷的作用。318、 有一个带夹套的反应釜，釜内真空， 夹套内工作压力为0.4Mpa,工作温度200。 则釜体计算压力 Pc=_4.4_Mpa,釜体水压试验压力=_5.5_Mpa, 夹套计算压力 Pc=_4.4_Mpa,夹套气压试验压力=_5.5_Mpa 。19、 半顶角为 的圆锥形封头与直径为 D 的柱壳 连接点处的第一曲率半径=_;第二曲率半径 =_D/(2COS) _。20、 直径和壁厚分别为 D、S 的薄壁圆筒型壳体，承受均匀侧向外压力 P 作用， 则薄壁圆筒壳体上的 环向应力= _PD/2S_,径向应力= _PD/4S_，它 们均是_压_应力
5、，与筒体的_长度_无关。二、计算题。 （每小题 6 分，共计 30 分）1、 一横截面为圆形的实心金属构件，R=20mm,长度为 100mm,当该构件受到 3*105Pa 的轴向拉力后，此构件的长度被拉长到120mm,在受到 5*105Pa 的轴向拉力后，构件发生了断裂，断面半径 r=12mm,试求此构件 s(0.2)，b 和断面收缩率 。s(0.2)=Ps/F0=3*105/R2=3*105/*0.04=238.9Mpab=Ps/F0=5*105/R2=5*105/*0.04=398.0Mpa=(R2-r2)/ R2=32*8/20*20=64%2、 有一个承受内压的椭圆形封头，其平均直径为
6、 1930mm,厚度得分阅卷人4为 30mm,工作压力为 3MPa,试求封头长短半轴之比为 21/2时，封头上的薄膜应力最大值。当 a/b=21/2,在 X0 处，m=P*a/2S*a/b=1930/2*3/(2*30)*21/2=68.2MPa在 Xa 处， m=P*a/2S =48.25MPa=P*a/2S(2-a2/b2)=03、 某球形内压薄壁容器，内径为 Di=5m,厚度为 Sn=23mm,双面焊对接接头，100探伤，厚度附加量 为 C=3mm, t=170MPa,试计算该球形容器的最大允许工作压力。Pw=4t*Se/(Di+Se)=4*170*1*20/5020=2.71MPa4、
7、 有一承受内压的圆筒形容器，直径为 Di=2000mm,最高工作压力为 Pw=2.5MPa,装有安全 阀 t=177.MPa,双面焊对接接头，局部无损探伤，壁厚 Sn=20mm,厚度附加量 C=2.0mm,试验算容器的强度。t=Pc(Di+Se)/2Se=2.5*(2000+18)/36=154.2 MPat=177*0.85=150.5Mpa5所以，强度不合适5、 一横截面为圆形的实心金属构件，R=20mm,长度为 100mm,当该构件受到 3*105Pa 的轴向拉力后，发生了明显的塑性变形，在受到 5*105Pa 的轴向拉力后，构件发生了断裂，断面半径r=12mm,试求此构件 s，b 和断
8、面收缩率 。s=Ps/F0=3*105/R2=3*105/*0.04=238.9Mpab=Ps/F0=5*105/R2=5*105/*0.04=398.0Mpa=(R2-r2)/ R2=32*8/20*20=64%三、工程应用题。 （每小题 15 分，共计 30 分）1、 试设计一个中试车间试验设备轻油裂解气废热锅炉汽包筒体及其标准碟形封头的厚度，并回答如果风头与筒体厚度不同应该采用什么样的连接方法，作什么样的连接处理。设计条件为：Pc=10MPa, t=211.7MPa,Di=1000mm, 双面焊对接接头，100探伤，C 2=3mm。得分阅卷人6筒体：S= Pc*Di/(2t- Pc)=1
9、0*1000/(2*1*211.7-10)=24.2Sn=24.2+3+0.25=27.4528mm碟形封头：S= 1.2*Pc*Di/(2t- 0.5*Pc)=10*1000/(2*1*211.7-5)=29.0Sn=29.0+3+0.25=32.2533mm2、 有一个固定管板式换热器，管子的操作 压力是 1.6MPa,管子的操作温度是 200，管子在管板上按照正三角形排列，管子的外径是 25mm,管间距是 32mm,管子与管板之间采用胀接连接方式，试求操作压力对管子造成的管子拉脱力的大小。f=0.866*3.22*10-4-/4*2.52*10-4=3.96*10-4mm2qp=p*f/d0L=1.6*106*3.96*10-4/（*2.5*10-2*2.9*10-2）=0.27MPa
