化工设备机械工学1

1、华东理工大学网络教育学院一、判断题（正确的用“” ，错误的用“×”，本大题共10小题，共10分）（ X ）1. 细长杆的失稳是由于杆的材料强度极限不足引起的，所以可以采用强度较高的材料，如高强钢来改善杆的稳定性。 （ X ）2. 力偶的两个力大小相等、方向相反，故满足二力平衡。（ V ）3. 强度越高、塑性越好的材料，其韧性也越好。 （ V ）4. 构件的内力是指构件内部各种作用力的总和的增量（V ）5. 梁的一端为固定端约束，在该约束处，不但挠度等于零而且转角也等于零。（ V ）6. 淬火后进行高温回火的热处理常称为调质处理，它可以大大改善材料的力学性能。（ V ）7. 不锈钢中含

2、铬量较高，通常超过11%，以便获得有效的抗腐蚀能力。（ V ）8. 化学腐蚀与电化学腐蚀最大区别是反应中是否有电流的产生。（ V ）9. 若容器筒体由无缝钢管制成，其公称直径为筒体的外径。（ X ）10. 压力容器都需要做压力试验和气密性试验。二、选择题（本大题共20小题，共40分）（ A ）1. 虎克定律描述的是材料在 的应力应变关系(a) 弹性阶段 (b) 屈服阶段 (c) 强化阶段 (d) 局部变形阶段（ C ）2. 甲、乙两杆，几何尺寸相同，轴向拉力F相同，材料不同，它们的应力和变形有四种可能，正确的是 。(a) 应力和变形L都相同 (b)应力不同，变形L相同 (c) 应力相同，变形L

3、不同 (d)应力和变形L都不相同（ B ）3. 下列四种法兰连接，适用于压力、温度较高和设备直径较大的场合的是 。(a)平焊法兰 (b)对焊法兰 (c)活套法兰 (d)螺纹法兰（ D ）4. 以下几种约束类型中，能够限制构件转动的是 。(a) 柔性约束 (b) 固定铰约束 (c) 辊轴约束 (d) 固定端约束（D ）5. 钢材的弹性模量通常为 200 左右 。a） Pa b） KPa c） MPa d） GPa（C ）6. 在材料力学中，构件的强度指的是_。a）构件抵抗变形的能力 b）构件保持原有平衡状态的能力c）构件抵抗破坏的能力 d）构件抵抗塑性变形的能力（C ）7. 下列等截面直杆中，在

4、受到轴向压力时，不可能出现失稳的杆件是： 。(a) 细长杆 (b)中长杆 (c) 短粗杆 (d) 大柔度杆（ A ）8. 不锈钢2Cr13的名义含Cr量是 (a) 13% (b) 1.3% (c) 0.13% (d) 0.013%（ B ）9. 某钢材材料的牌号为55，根据该材料的名义含碳量可以知道这种钢属于 。 a）高碳钢 b）中碳钢 c) 低碳钢 d) 不能确定（ D ）10. 直径为D的圆柱梁的抗弯截面模量为 。(a) D332 (b) D432 (c) D364 (d) D464D（C ）11. 一实心圆轴，两端受扭转力矩作用，若将轴的直径变为原来的2倍，其它条件不变，则轴上最大剪切应

5、力将为原来的 。(a)2倍 (b) 1/ 4 (c) 1/ 8 (d) 1/ 16（ C ）12. 适用于大型直立容器的支座是 (a) 耳式支座 (b) 鞍式支座 (c) 裙式支座 (d) 支腿式支座（A ）13. 对于薄壁球形容器，其应力的特点是 。(a) 周向应力与轴向应力相等 (b) 周向应力是轴向应力2倍 (c) 轴向压力是周向应力的2倍 (d) 轴向压力与周向压力都为零（ B ） 14. 某受压杆件直径d=22mm，长度l=500mm，长度系数=0.7，该杆件为 。(a) 细长杆 (b) 中长杆 (c) 短粗杆 (d)小柔度杆（ A ）15. 等截面轴承受扭矩时，最大剪应力发生在轴的

6、 处。a）外表面 b）中性轴 c）即不是中性轴也不是外表面 d）以上都不对（ C ）16. 要消除焊接热应力，防止焊接缺陷的产生，可采取 热处理工艺。(a) 正火 (b) 淬火 (c) 回火 (d) 退火（ B ）17. 下列几个选项中，不属于电化学腐蚀的必要条件的是 。(a) 存在电位差 (b) 酸性腐蚀环境 (c) 阴极和阳极相互连接 (d) 阴极和阳极处在相互连通的电解质溶液中（ C ）18. 当受压杆件的长度变为原来的2倍后，其柔度变为原来的 倍。 (a) 2 (b) 3 (c) 4 (d) 以上都不是（C ）19. 内压容器的各种封头中，加工难度最大的是 (a) 椭圆封头 (b) 平

7、板封头 (c) 半球形封头 (d) 蝶形封头（ A ）20. 按照容器的作用原理分，分解塔属于 (a) 反应压力容器 (b) 换热压力容器 (c) 分离压力容器 (d) 存储压力容器三、计算题（本大题共4小题，共40分）1. （10分） 如图所示齿轮轴，已知轴的转速为n=100 转/分钟，主动轮C的输入功率为19KW，从动轮A、B、D的输出功率分别为8KW、4KW和7KW。（a）求出轴上各段的扭矩，并作扭矩图；（b）若轴材料的剪切许用应力=30MPa，则轴的最小直径为多少？2.（10分） T字形截面铸铁悬臂梁的尺寸及载荷如图所示。已知F=40 KN，s拉=20 MPa，s压=40 MPa，Iz

8、=24000 cm4，h1=100 mm。做出梁上的弯矩图并校核梁的强度。3.（10分）图示三铰拱受铅垂力P的作用。不计拱的质量，求：支座A、B处约束反力。4. （10分）某工厂脱水塔塔体内径为750mm，壁厚为12mm，工作温度为210，工作压力为2.0MPa，材质为20R。塔体采用手工电弧双面焊，局部无损探伤，容器的壁厚附加量为2mm，试校核塔体工作强度。（已知20R材料在常温下的屈服应力和许用应力为：s=245MPa, t=133MPa，设计温度下的许用应力为t=110MPa,焊缝系数取0.85。）四、问答题（本大题共2小题，共10分）1. 画出低碳钢试样拉伸时的应力应变曲线，标注出弹性

9、模量，屈服强度和抗拉强度，并说明低碳钢拉伸到破坏为止，可以分为哪几个阶段，各有什么特点？见教材2.为什么高压容器通常为细长型而非短租型？材料承载能力有限，无法通过增加外径和厚度的办法提高承载能力。华东理工大学网络教育学院一、判断题（正确的用“” ，错误的用“×”，本大题共10小题，共10分）（ X ）1. 细长杆的失稳是由于杆的材料强度极限不足引起的，所以可以采用强度较高的材料，如高强钢来改善杆的稳定性。 （ X ）2. 力偶的两个力大小相等、方向相反，故满足二力平衡。（ V ）3. 强度越高、塑性越好的材料，其韧性也越好。 （ V ）4. 构件的内力是指构件内部各种作用力的总和的增

10、量（V ）5. 梁的一端为固定端约束，在该约束处，不但挠度等于零而且转角也等于零。（ V ）6. 淬火后进行高温回火的热处理常称为调质处理，它可以大大改善材料的力学性能。（ V ）7. 不锈钢中含铬量较高，通常超过11%，以便获得有效的抗腐蚀能力。（ V ）8. 化学腐蚀与电化学腐蚀最大区别是反应中是否有电流的产生。（ V ）9. 若容器筒体由无缝钢管制成，其公称直径为筒体的外径。（ X ）10. 压力容器都需要做压力试验和气密性试验。二、选择题（本大题共20小题，共40分）（ A ）1. 虎克定律描述的是材料在 的应力应变关系(a) 弹性阶段 (b) 屈服阶段 (c) 强化阶段 (d) 局部

11、变形阶段（ C ）2. 甲、乙两杆，几何尺寸相同，轴向拉力F相同，材料不同，它们的应力和变形有四种可能，正确的是 。(a) 应力和变形L都相同 (b)应力不同，变形L相同 (c) 应力相同，变形L不同 (d)应力和变形L都不相同（ B ）3. 下列四种法兰连接，适用于压力、温度较高和设备直径较大的场合的是 。(a)平焊法兰 (b)对焊法兰 (c)活套法兰 (d)螺纹法兰（ D ）4. 以下几种约束类型中，能够限制构件转动的是 。(a) 柔性约束 (b) 固定铰约束 (c) 辊轴约束 (d) 固定端约束（D ）5. 钢材的弹性模量通常为 200 左右 。a） Pa b） KPa c） MPa d

12、） GPa（C ）6. 在材料力学中，构件的强度指的是_。a）构件抵抗变形的能力 b）构件保持原有平衡状态的能力c）构件抵抗破坏的能力 d）构件抵抗塑性变形的能力（C ）7. 下列等截面直杆中，在受到轴向压力时，不可能出现失稳的杆件是： 。(a) 细长杆 (b)中长杆 (c) 短粗杆 (d) 大柔度杆（ A ）8. 不锈钢2Cr13的名义含Cr量是 (a) 13% (b) 1.3% (c) 0.13% (d) 0.013%（ B ）9. 某钢材材料的牌号为55，根据该材料的名义含碳量可以知道这种钢属于 。 a）高碳钢 b）中碳钢 c) 低碳钢 d) 不能确定（ D ）10. 直径为D的圆柱梁的

13、抗弯截面模量为 。(a) D332 (b) D432 (c) D364 (d) D464D（C ）11. 一实心圆轴，两端受扭转力矩作用，若将轴的直径变为原来的2倍，其它条件不变，则轴上最大剪切应力将为原来的 。(a)2倍 (b) 1/ 4 (c) 1/ 8 (d) 1/ 16（ C ）12. 适用于大型直立容器的支座是 (a) 耳式支座 (b) 鞍式支座 (c) 裙式支座 (d) 支腿式支座（A ）13. 对于薄壁球形容器，其应力的特点是 。(a) 周向应力与轴向应力相等 (b) 周向应力是轴向应力2倍 (c) 轴向压力是周向应力的2倍 (d) 轴向压力与周向压力都为零（ B ） 14. 某

14、受压杆件直径d=22mm，长度l=500mm，长度系数=0.7，该杆件为 。(a) 细长杆 (b) 中长杆 (c) 短粗杆 (d)小柔度杆（ A ）15. 等截面轴承受扭矩时，最大剪应力发生在轴的 处。a）外表面 b）中性轴 c）即不是中性轴也不是外表面 d）以上都不对（ C ）16. 要消除焊接热应力，防止焊接缺陷的产生，可采取 热处理工艺。(a) 正火 (b) 淬火 (c) 回火 (d) 退火（ B ）17. 下列几个选项中，不属于电化学腐蚀的必要条件的是 。(a) 存在电位差 (b) 酸性腐蚀环境 (c) 阴极和阳极相互连接 (d) 阴极和阳极处在相互连通的电解质溶液中（ C ）18.

15、当受压杆件的长度变为原来的2倍后，其柔度变为原来的 倍。 (a) 2 (b) 3 (c) 4 (d) 以上都不是（C ）19. 内压容器的各种封头中，加工难度最大的是 (a) 椭圆封头 (b) 平板封头 (c) 半球形封头 (d) 蝶形封头（ A ）20. 按照容器的作用原理分，分解塔属于 (b) 反应压力容器 (b) 换热压力容器 (c) 分离压力容器 (d) 存储压力容器三、计算题（本大题共4小题，共40分）1. （10分）冲床的最大冲力F=430kN，冲头材料的许用应力jy=450MPa，被剪切钢板的剪切强度极限b=360MPa, 求圆孔最小直径d和钢板的最大厚度t。2.（10分） 矩形

16、截面梁受力如图所示，许用拉应力t=40MPa，许用压应力c=60MPa，已知F1=12KN,F2=4.5KN,h=120mm,b=80mm。绘制该梁的剪力图和弯矩图，同时校核梁的强度。3.（10分） 如图所示支架（忽略杆件自重），在铰链B处存在一垂直向下力F=10KN，已知AB杆直径为30mm，BC杆直径为24mm，AB杆和BC杆材料均为Q235，许用应力为=115MPa，弹模E=2×105MPa，临界柔度p=100、s=61.4，稳定安全系数ncr=2.25。试分析该支架结构的安全性。4. （10分）某圆筒型储罐内径为1600mm，图纸标明该设备的材质为16MnR，焊接接头采用双面对接焊，定修检测时实测最小壁厚为12mm，容器焊缝经