化工设备设计基础期末试题及答案

1、2012级化工设备设计基础期末试题及答案一、力学部分计算题：（共50分）1、 （ 10 分）1、图示三角形支架 ABC, A、B、C三处为钱链链接。在两杆的连接处B悬挂有重物G=30kN o杆AB和BC材料相同，许用应力<r =120MPa。AB、BC两杆直径d分别 为25mm、30 mm。试校核此支架是否安全。（已知A、B、C三处均为较接）。（AB和30T30BC两杆的重量不计）（本题15分）G=2G sin 30”= 2x30=60KNSAB 二病=需=51.99 即（5分）3j Sab 51.99 10=105.9MPa 二刁=120MPa-25260 10 3r% 疗=84.88

2、MPa 十=120MPaX兀 2J30、4安全（5分）2、 （15 分）解：a Fy=01Q （x） ql-qx1ql -qx -Q （x）= 0 20YxY|（5分）1 2 1qx qlx M （x） = 02 2FX»2M （x） qx （lx）2最大弯矩发生在梁的中点,1 I 2M max（3= maxWZD332（50 -x .l分）其值为M max = L81 2 103 22二 3159MPa（3兀0.0433分）32C 4kNQjf.3分）二 max=159MPa » 120MPa 不满足要求分）（23、（ 15 分）解：首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭

3、矩实心轴P7.59549 p=9549 面"6 即 mMx 空芈=40MPa-max1 -WP1nd3（3分）dr 316 716? 2 n 40,106=0.045m=45mm空心轴Mx16Mx（5分）'max2=40MPa（5分）（2分）16 716.2 n 1-： 4 40 106 =0.046m=46mmd2 = 0.5 D2=23 mm确定实心轴与空心轴的重量之比AL _di 二 45 10A_民 1 - ： 2 46 10A1-0.5.4、（ 10 分） 横梁承受拉弯组合荷载，危险面为梁中间。maxNmaxmax6Pl 1sin :bh2max6PlisiPcos

4、 :max-148.7MPa 二匚（4分）（4分）（2分）bh2bh是非题：在题后括号内, i分）正确划错误划“X”（共10分，每小题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三类，其中三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图。（V）2 .容器法兰与管法兰的 PN、DN珈I河可以和斤弋川。（X）3 .压力容器强度校核时公式中用到的厚度是有效厚度。（V）4 .内压容器的有效厚度 S e 一般都大于计算厚度 S,因此容器最高允许工作压力Pw总是大于设计压力 Po（V）5 .从稳定性考虑，外压容器设计选材时应选用弹性模量较大的材料。（V）6

5、.决定外压加强圈抗失稳能力的截面几何参数是截面面积。（X ）7 .圆筒形容器上开孔处的应力集中系数是K二、二max.二？。（X）8 .为减小鞍座处壳体截面的应力，卧式容器的鞍座距椭圆形封头直边切线的距离A应该W 0.2L和0.25D0 （式甲L为筒体长度，Do为筒体外径）。（V）9 .圆筒形容器上开椭圆孔时，为降低开孔边缘的应力集中程度，应使椭圆的长轴方向垂直于圆筒的轴线，且长短轴之比越大越好。（X ）10 .卧式容器选用鞍座时，一般可选用两个鞍座，容器较长时也可选用多于两个，其中应当有一个而且只能有一个F型，其余应为S世”V）选择题：将正确答案的顺序号填入题后的括号内（共 10分，每小题1分

6、）(B)超高压容器。(A)D .升高，升高(B)万分之三(D)低温韧性1.设计压力为2.5MPa的容器属于 oA ?低压容器B.中压容器C.高压容器D.2,钢材的强度随温度的升高而,韧性和塑性随温度的降低而A.下降，升高B,下降，下降 C ,升高，下降3 .不锈钢材料0Cr18Ni9 牌号中的“0表示其含碳里低于A ,百分之一B,千分之一C,万分之一D.4 .对于低温容器，设计选材时应特别注意材料的。A .低温强度B,低温刚度C,低温硬度D.5 .直径为D,过渡圆弧半径为r的碟形封头过渡圆弧与直边交点处过渡圆弧上的第A)A.pi=r, p 2= D/2B.pi=D/2 , p 2=rC.pi=

7、A, p 2= D/2D.pi=p 2=r6 .从受力角度考虑，椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种凸形封头中，的受力情况最好。(C)A ,椭圆形圭寸头B,碟形圭寸头C,半球形圭寸头D.折边球面圭寸头7 .低碳钢拉伸试验的整个过程，按顺序大致可分为如下四个阶段。I B )A.弹性阶段、强化阶段、屈服阶段和颈缩阶段8 .弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段C.弹性阶段、颈缩阶段、强化阶段和屈服阶段D,屈服阶段、弹性阶段、强化阶段和颈缩阶段8 .球壳上的开孔，开孔系数p, Snt/3n-,应力集中系数 K越大。(B)A ,越大，越大B ,越大，越小 C ,越小，越小 D,越小，越大

8、9 .无缝钢管的公称直径指的是管子的一。(D)A ,内径B,外径C,中径D,其他10 .设计中选用标准法兰的压力等级时，除考虑法兰的类型、材料、最高工作压力外，还应考虑法兰的：(D)C.垫片种类D.工作温度A.公称直径B,密封面型式四、简答题：（共10分，每小题5分）1、 双面焊100炕损探伤,$ =1 o局部探伤$ =0,85 ,单面焊100炕损探伤，$ =0,9 o局部探伤$ =0,802、为了保证构件在外力作用下安全工作，其必须满足哪三方面的要求计算题：（共20分，每小题10分）强度、刚度和稳定性1解：(1)根据微体平衡方程：在截面 1-1 处：R1 = s, R2= D/2,沪 S,Pz = -( p+ Pgz)8p-z ( 42S分)取分离体如右下图所示，建立区域平衡方程n 2TDS 二 $ D pz - W = 0n已知 W D (H -z) ?g, Pz 二 p Tgz 4_ (P JgH)D d4S（2）由式、可知容器筒体上的最大应力为周向应力，发生在容器的底部-maxP'gH D0.1 106 700 9.81 2222.75 MPa2S2 0,005(2分) 2、解：（1）设计筒体的壁厚PcDj2.0 20002,f- Pc=11.834 mm2 170 1.0-2.0经圆整，取筒体的名