化工设备机械基础试卷附答案

1、12212121212i一、填空题 分 ， 共 计题号一二三四总分（共 4 小题，每空 1 10 分）1一阶梯杆 总分 10 20 10 60 100如图所示，ab 段横截面面积为：面 面 积得分a =100mm2，bc 段横截 为 a =180mm2 ，则 ab段杆横截面上的正应力为 80 mpa，bc 段杆横截面上的正应力为 83.3 mpa。2 当圆截面梁的直径增加一倍时，梁的强度是原梁的 8 倍。3 低碳钢拉伸过程中可分为 弹性阶段 、 屈服阶段 、 强化阶段 和局部变形阶段。4 边缘应力的特性主要为 局部性 、 自限性 。5 如图所示回转薄壳，中心线为回转轴， a 点的第一曲率半径是

2、 r ，第二曲率半径是 r+a/sin（或 ak ） 。小二 、 选 择 题 题，每题 2 分，（共 10共计 20分）题 1 图1直杆受扭转力偶作用，如图 1 所示，在截面 1-1 和 2-2 处 为（ b ）。的 扭 矩at =25 kn m；t =5 kn m； t =25 kn m；t =题5图kn m；t =35 kn m；t =5 kn m t =25 kn m；t =5 kn m。；2简支梁受集中力偶 mo 作用，如图 2 所示。以下结论错误的是（ c ）。a.?b =0 时， 弯矩图为三角形； b.?a =0 时，弯矩图为三角形； c.?无论 c 在何处，最大弯矩必为 mo；

3、d无论 c 在何处，最大弯矩总在 c 处。3 截面形 状 有的 尺 寸题 1 图上 内 力 的 大 （ c ）。a与截面 关 ； 有关，但与截题 2 图小 ：的 尺 寸 和 b与截面 面 的 形 状无关；c与截面的尺寸和形状无关； 与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。 4下列常用压力容器封头，根据受力情况，从好到差依次排列次序为（ b ）。a椭圆形、半球形、碟形、锥形、平盖； b半球形、椭圆形、碟形、锥形、平盖； c半球形、碟形、椭圆形、 锥形、平盖 d碟形、半球形、椭圆形、 锥形、平盖5 对于铁基合金，其屈服点随着温度的升高而（ c ）。a升高 b不变 c 降低 d未知数6当焊接接头结构形

4、式一定时，焊接接头系数随着检测比率的增加而（ a ）。a增大 b减小 c不变 d不能确定7工程上把/d （ a ）的圆筒称为厚壁圆筒。a0.1 b0.2 c 1.0 d28下列不属于立式容器的支座的是（ c ）。a腿式支座 b耳式支座 c鞍式支座 d裙式支座9根据工程上失稳破坏的情况，不属于外压圆筒类型的是（ b ）。a长圆筒 b薄壁圆筒 c短圆筒 d刚性圆筒10为提高外压圆筒承载能力，通常较为合理的方法是（ d ）。(a12maxabbccda增加壁厚b改用强度较高的材料c改善工作环境d设置加强圈三、是非题（共 10 小题，每题 1 分，共计 10 分）1 作用在一个平面上的三力如果平衡，则

5、三力的作用线必相交于一点。（）2 材料力学对变形固体作了连续性假设、均匀性假设、各项同性假设、小变形假设。（）3 安排梁的受力情况，对提高梁的弯曲强度影响不大。（）1 金属在交变载荷作用下容易发生疲劳现象。（）1 压力容器安全技术监察规程把压力容器按其破坏时造成的危害程度分为类，其中类容器 破坏时造成的危害程度最大，因而在设计、制造和使用方面对其要求最高。（）2 气密性试验应在液压试验合格前进行。（）3 对夹套式反应釜的夹套进行压力试验时，应先校核夹套试验压力下内筒与下封头的稳定性。（） 8对于压力容器来说，从安全的角度考虑，必须进行液压试验、气压试验和气密性试验。（） 9假定外压长圆筒和短圆

6、筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失稳。（）10带传动可以缓冲冲击和吸收振动，同时可以起到过载保护的作用。（）四、分析、计算题（共 60 分）1一种车载式起重机，车重 g1= 26 kn，起重机伸臂重 g2 = 4.5 kn，起重机的旋转与固定部分共重 g3 = 31 kn。尺寸如图所示。设伸臂在起重机对称面内，且放在图示位置，试求车子不致翻倒的最 大起吊重量 gmax。（7 分）解：（1）取汽车受力分析如图。（2）列平衡方程f =0, f +f -g -g -g -g =0 y a b 1 2 3(2 分)m (f)=0，(1分) b即：-g(2.5 m

7、+3 m) -g 2.5 m +g 2 m -f (1.8 m +2 m) =02 1 a（1 分）（3）联立求解1f = 2g -2.5g -5.5g 3.8)（1 分）（4）不翻倒的条件是：fa0，所以由上式可得g 15.5(2g -2.5 g )=7.5 kn 1 2（1分）故最大起吊重量为 g = 7.5kn（1 分）2变截面直杆受力如图，已知 a =500mm2,a =300mm2,l=0.1m,e=200gpa,试计算杆件变形。（8 分）1 2解：（1）画轴力图（2 分）求各段轴力f =-35kn （1 分）f =27kn （1 分）f =27kn （1 分）（2）计算变形max2

8、l = lab+lbc+lcd（1 分）f l f l f l = ab + bc + cdea ea ea1 1 2（1 分）10 2 64= =3.2 10 200 10 3-2mm =0.032mm（1 分）3图示传动轴，n=300r/min，输入力矩 m =955 nm，输出 m =159.2 nm，m =318.3 nm，m =477.5nm，c a b d已知 g=80gpa ?=40mpa，?=1?/m，试按强度和刚度准则设计轴的直径。（10 分）解：（1）求各段轴上的扭矩（扭矩图中体现扭矩大小可给分）ab 段：t = -m =-159.2nm（1 分）1 abc 段：t = -

9、m - mb=-477.5nm（1 分）2 acd 段：t = m =477.5nm（1 分）2 d（2） 画轴的扭矩图（1 分）（3） 按强度设计轴径 d由强度准则t tt = max = max t w 0.2d3p（2 分）d 3tmax0.2 t477.5 10=3 0.2 403=39.1mm（1 分）（4）按刚度设计轴径d由刚度准则qmax=t 180max g 0.1 d 4 pq（1分）d 4t 180 477.5 103 180 max =4g 0.1pq 80 103 0.1p110-3=43mm（1 分）所以，轴取公称直径d=45mm。（1分）4图示外伸梁，f=500n，

10、l=1m,材料?=100mpa 。若梁采用矩形截面，截面尺寸 bh=2040mm , 请 讨论将梁竖放好还是平放好？试分别校核梁的强度。（9 分）解：（1）画梁的弯矩图求最大弯矩。（3 分）（2）校核强度截面竖放时：smaxm fl= max =w bh 2 / 6 z（2 分）ssmax强度不满足。（1 分）5图示水平直角折杆，横截面直径d =6 cm，铅直均布载荷q =0.8 kn/m ，s =80 mpa。试用第三强度理论校核其强度。（10 分）解：危险截面在固定端 a 处（2 分）m = 1.6 knm （2 分，写出具体步骤，画弯矩图酌情给分）qct =0.4 knm，（2 分，写出具体步骤，画扭矩图酌情给分）a2mb1 m则sr3=m2 +t 2w=77.8 mpa stf=162.5 mpa，所以该氧气瓶用于 15mpa 的压力下强度不够,不安全，须改变用途降压使用。（2 分） （3）确定最高允许工