化工机械基础试题及答案

化工机械基础试题及答案一、名词解释（10分）1、无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用，该情况下的应力状态和承受内压的薄膜相似，又称薄膜理论。2、法兰的公称压力：以16MnR在200℃时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该尺寸法兰的公称压力。3、泊松比：弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值，称为横向变形系数或泊松比。是一无量“热脆”。为屈服强表示含铬平均含铜n2时，4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（8分）（1）直径为2021mm，设计压力为10Mpa的废热锅炉（2）设计压力为0.6Mpa的氟化氢气体储罐（3）设计压力为1.0Mpa的搪玻璃压力容器（4）p为4Mpa的剧毒介质容器（1）为三类容器；（2）为二类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。四、计算题（共54分）1、一个低合金钢内压反应釜，内径mmDi1000=，工作压力MPa0.2（装有安全阀），工作温度C0300，釜体采用单面手工电弧焊（有垫板），全部无损探伤，内部介质有轻微腐蚀性，试设计反应釜筒体壁厚，并校核水压试验强度。（[]MPat144=σ[]MPa170=σMPas345=σ，()seeiTTDp?σδδσ9.02≤+=）（10分）表钢板负偏差Cl（mm）钢板厚度6～78～2526～3032～3436～4042～5052～60负偏差0.60.80.911.11.21.3解：设壁厚mm11，mmC8.01=，mmC12=圆整为规格钢板，取mmn10=δ厚。水压试验校核：()()MPaDpeeiTT5.1902.822.8100014417005.1225.12=?+???=+=δδσMPas5.2793459.09.09.0=??=?σ，sT?σσ9.02、低碳钢外压圆筒，外径mmD10400=，测量壁厚为mm20，内部介质无腐蚀性，钢板负偏差mmC8.01=，筒体长mm5000，两侧为椭圆封头，凸面高度mm300，求该筒体的许用外压。（弹性模量为MPa5102?）（6分）解：mmLcr89552.191040104017.1=?=属短圆筒，MPapcr80.41040520210402.1910259.25.25=????????????=，[]MPamppcr6.1==3、截面直杆如图，已知：212cmA=，224cmA=，236cmA=，2/200mGNE=，求出各截面的轴力，画出轴力图，并求杆的总伸长。（10分）解：4、已知GPaE200=，梁的直径为50mm，mkNM.2=，ma2.0=，mL3.0=，求危险横截面上最大正应力，并求悬臂梁的挠曲线方程和自由端的挠度和转角。（12分）解：MfEJZ-=''，积分：DMxfEJZ+-='，FDxMxfEJZ++-=221边界条件：0=x时，0,0='=ff，解得：0,0==DF悬臂梁的挠曲线方程为：2221063.12xxEJMfZ-?-=-=,（ax≤≤0）())1.0(1052.6)2(232-?-=--=---=-xaxEJMaEJMaaxaEJMfZZZ,lxa≤≤自由端的转角：radEJMaZCB31052.6-?-=-==θθ自由端的挠度：maLEJMaaLffZCCB31030.1)2()(-?-=--=--=θ5、如图所示，扭矩mkNMn.2=，轴向力kNP100=，作用在直径mmD50=的钢轴上若[]MPa170=σ，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。（12分）解：MPaAPx93.50-=-=σ，MPaDMnxyy49.811603-===πτσ因为yxσσ6、一设备法兰的操作温度为2800C，工作压力为0.4MPa，当材料为Q235-A和15MnVR时应分别按何种公称压力级别确定法兰的几何尺寸。（4分）解：Q235-A应按公称压力1.0MPa级别确定法兰的几何尺寸。15MnVR应按公称压力0.6MPa级别确定法兰的几何尺寸。选择题1、材料的刚度条件是指构件抵抗（B）的能力。A．破坏B．变形C．稳定性D．韧性2、一梁截面上剪力左上右下，弯矩左顺右逆，描述正确的是（A）。A．剪力弯矩均为正B．剪力弯矩均为负C．剪力为正弯矩为负D．剪力为负弯矩为正3、内压容器封头直边的作用是（B）。A．制造加工容易B．防止热应力与边缘应力叠加C．局部加强D．节约材料4、构件的强度、刚度和稳定性（C）A．只与材料的力学性质有关；B．只与构件的形状尺寸有关；C．与A和B都有关；D．与A和B都无关。5、为保证整个机器设备在外力作用下安全可靠地工作，它们的每个构件必须满足三个基本条件，即要有足够的（C）AC6A7AC8AC910AB．含碳量为万分之20的容器用钢C．含碳量为千分之20的锅炉用钢D．含碳量为万分之20的锅炉用钢11、关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，正确的是（D）A．应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；B．应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；C．应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为材料失效；D．应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效12、在承受内压的圆柱形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴（B）A．与筒体轴线平行B．与筒体轴线垂直C．与筒体轴线成45度角D．任何方向均可13、下述材料中哪一个与其它材料不同类（C/D）。A．低碳钢B．优质钢C．铜D．铸铁14、当采用无缝钢管作为筒体时，其公称直径为（A）A．管子的外径B．管子的内径C．管子的平均直径D．管子的公称直径15、用三种不同材料制成尺寸相同的试件，在相同的试验条件下进行拉伸试验，得到的应力—应变曲线如图示。比较三条曲线，可知拉伸强度最高、弹性模量最大、塑性最好的材料是（A）A．a、b、cB．b、c、aC．b、a、cD．c、b、a16、化工容器就其整体而言，通常属于轴对称问题，是因为（D）A．壳体的几何形状对称于回转轴B．约束对称于回转轴C．所受外力对称于回转轴D．A、B、C均是17、根据小变形条件，可以认为（D）A．构件不变形B．构件不破坏C．构件仅发生弹性变形D．构件的变形远小于其原始尺寸18、图示两截面面积相等，则抗弯截面模量Wz1/Wz2为（D）(1)(2)A.2.25B.1.0C.0.67D.1.519、下述容器中哪一个易发生失稳（D）A．高大立式容器B．高压容器C．内压容器D．外压容器20、下述设备哪一项不属于三类压力容器（D）A．容积为60m3球形储罐B．移动式压力容器C．高压容器D．低压管壳式余热锅炉21、卧式布置的容器其受力情况可简化为（C）A．受均布载荷的简支梁B．受集中载荷作用的简支梁C．受均布载荷的外伸梁D．受集中载荷作用的外伸梁22、下述各项中哪一个不属于容器附件（D）。A．视镜B．人孔C．液位计D．容器外保温23、下述措施哪一项不会改善梁的强度与刚度（D）。A．集中力改为分布力B．将简支梁变为外伸梁C．将矩形梁改为工字钢梁D．将矩形梁改为圆形梁24、优质碳钢与普通碳钢的划分是依据（D）的不同。A25AC26A27AC28A．29AC30A．锥顶B．锥底C．锥顶与锥底中间处D．各部位相同31、下述材料中哪一个归属优质碳钢（B）。A．1Cr13B．20C．1Cr25Si2D．16MnDR32、下述哪一种封头没有直边（D）。A．椭圆形封头B．碟形封头C．球冠封头D．大端折边锥形封头33、以下材料哪一个是压力容器专用钢（B）A．Q235-AB．16MnRC．20gD．0Cr18Ni9Ti34、中压容器的压力范围为（B）A．MPa6.1PMPa1.0B．1.610MPaPMPa≤C．10100MPaPMPa≤D．MPa100P≥35、压力容器在名义厚度计算时，不考虑记入下述哪一项（D）。A．钢板负偏差B．腐蚀裕量C．圆整值D．容器最小厚度36、塑性与脆性材料是用延伸率来划分的，塑性材料的延伸率为（B）。A．37A38A39AC40A41A．[C．[42A．43、下述封头中，哪一个制造容易但抗压性能最差（C）。P142A．锥形封头B．椭圆形封头C．平板封头D．球形封头44、下述对外压容器临界压力叙述错误的是（）。A．筒体椭圆度与临界压力关系不大B．有加强圈时可以增加临界压力C．长径比相同但厚度大者临界压力大D．筒体材料与临界压力关系不大45、容器进行压力实验的方法中不包括下述哪一项（D）。A．液压实验B．气压实验C．气密实验D．密封实验46、碳钢和铸铁的划分是依据（C）的不同。A．含碳量B．含铁量C．含硫量D．含磷量47、材料的强度条件是指构件抵抗（A）的能力。A．破坏B．变形C．稳定性D．韧性48、化工装置中下述哪个设备受力可视为弯曲变形（A）。A．承受风压的塔器B．转动的泵轴C．容器的拉杆D．塔器的地脚螺栓49、高压容器的压力范围为（C）。AC50A51AC525354AC55、用标距50mm和100mm的两种拉伸试样，测得低碳钢的屈服应力分别为σs1和σs2，延伸率分别为δ5和δ10，比较两试样的结果，则有（D）A．σs1C．σs1=σs2，δ5δ10D．σs1=σs2，δ5=δ1056、对于塑性材料从经济性考虑，采取哪种截面形式的梁最合理（A）。A．工字钢B．矩形C．圆形D．T型57、下述设备哪一项不属于三类压力容器（D）。A．高压容器B．移动式压力容器C．球形容器D．低压容器58、低碳钢材料在拉伸实验过程中，不发生明显的塑性变形时，承受的最大应力应当小于的数值是（B）A．比例极限B．屈服极限C．强度极限D．许用应力59、图示单向均匀拉伸的板条。若受力前在其表面画上两个正方形a和b，则受力后正方形a、b分别变为（C）A.正方形、正方形B.正方形、菱形C.矩形、菱形D.矩形、正方形60、图示结构，杆1的材料是钢，杆2的材料为铝，两杆的横截面面积相等。在力F作用下，节点A（A）A.向左下方位移B.向铅垂方向位移C.向右下方位移D.不动61、下面介质中不能用作气压试验的气体是（C）A．氮气B．干燥、洁净的空气C．二氧化碳D．惰性气体62、图示平板，两端受均布载荷q作用，若变形前在板面划上两条平行线段AB和CD，则变形后（A）A.AB∥CD，α角减小B.AB∥CD，α角不变C.AB∥CD，α角增大D.AB不平行于CD63、一等直拉杆在两端承受拉力作用，若其一半为钢，另一半为铝，则两段的（B）Ａ.应力相同，变形相同Ｂ.应力相同，变形不同Ｃ.应力不同，变形相同Ｄ.应力不同，变形不同64、从制造角度来看，椭圆形、半球形、锥形和平板封头的制造从易到难的顺序是（D）A．半球形、椭圆形、锥形、平板B．锥形、平板、椭圆形、半球形C．平板、椭圆形、锥形、半球形D．平板、锥形、椭圆形、半球形65、受外压的长圆筒失稳时波数为（B）A．大于2的整数B．2C．3D．466、关于内力与应力的关系中，说法正确的是（D）A.内力是应力的矢量和B.内力是应力的代数和C.应力是内力的平均值D.应力是内力的分布集度67、关于σ0.2有如下四种论述，请判断哪一个是正确的（C）A．弹性应变为0.2%时的应力值B.总应变为0.2%时的应力值C．塑性应变为0.2%时的应力值D.塑性应变为0.2时的应力值68、在受轴向拉伸的杆件中任选一点，围绕该点取得的单元体的应力状态属于（B）A．单向应力状态B．二向应力状态C．三向应力状态D．平面应力状态69、一悬臂梁其截面如图所示，其中C为截面形心，该梁横截面的（C）A.中性轴为z1，最大拉应力在上边缘处B.中性轴为z1，最大拉应力在下边缘处C.中性轴为z0，最大拉应力在上边缘处D.中性轴为z0，最大拉应力在下边缘处70、化工容器就其整体而言，通常属于轴对称问题，是因为（D）A．壳体的几何形状对称于回转轴B．约束对称于回转轴C．所受外力对称于回转轴D．A、B、C均是71、下列材料中一般不宜用于制造化工容器的是（B）A．Q235AB．HT200C．20RD．16MnR72、一受扭圆棒如图所示，其m-m截面上的扭矩等于（D）A.Tm?m=M+M=2MB.Tm