化工设备机械基础试卷附答案

题号一二三四总分总分得分10201060100一、填空题（共4小题，每空1分，共计10分）1 1段横截面面积为A=180mm2，则1 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 R ，第二曲率半径是R+a/sinθ（或AK2）。题1图二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分） 题5图直杆受扭转力偶作用，如图1所示，在截面1-1和2-2处的扭矩为（B 。1 2 1 A．T1=25 kNm；T2=5kNm； Ｂ．T1=25kNm；T2=－5kNm；Ｃ．T=35kNm；T=－5kNm Ｄ．T=－25kNm；T=5kNm1 2 1 ；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 。b=0时，弯矩图为三角形； B.a=0时，弯矩图为三角形；C.CMo；DC在何处，最大弯矩总在C处。题1图

题2图截面上内力的大小（C 。与截面的尺寸和形状有关； B．与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关；C．与截面的尺寸和形状无关； Ｄ．与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关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、平盖对于铁基合金，其屈服点随着温度的升高而（ C 。升高 B．不变 C．降低 D．未知数6．当焊接接头结构形式一定时，焊接接头系数随着检测比率的增加而（A iA．增大 B．减小 C．不变 D．不能确7．工程上把＞（A ）的圆筒称为厚壁圆筒。iA．0.1 B．0.2 C．1.0 D．2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10．为提高外压圆筒承载能力，通常较为合理的方法是（D 。A．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，则三力的作用线必相交于一点（√）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（√）安排梁的受力情况，对提高梁的弯曲强度影响不大（×）金属在交变载荷作用下容易发生疲劳现象（√）《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Ⅲ类，其中Ⅲ类容（√）气密性试验应在液压试验合格前进行（×）（√）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（×）（×）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）一种车载式起重机，车重G1=26，起重机伸臂重G2=4.5=31kN大起吊重量Gmax（7分）（）取汽车受力分析如图。列平衡方程F0,Fy

FGGGGB 1 2 3

0(2分)M 分)B即：G(2.5m3m)G2

2.5mG1

2mFA

(1.8m2m)0（1分）联立求解F 1

5.5G（1分）A 3.8 1 2G 1

7.5kN（1分）5.5 1 2故最大起吊重量为G

7.5kN（1分）变截面直杆受力如图，已知A1=500mm2,A2=300mm2,l=0.1m,E=200GPa（8）（）画轴力图2分求各段轴力FAB=-35kN（1分）FBC=27kN（1分）FCD=27kN（1分）计算变形ΔlΔl Δl ΔlAB BC CD （1）F lF lF lAA1

BA1

CA2 （1） 102 (351032710327103)200103 500 500 30010264 3.2102mm0.032mm （1分）200103n=300r/miM=955·M=159.2·mM=318.3N·mM=477.5·m，C A B DG=80GPa[]=40MPa，[]=1/m，试按强度和刚度准则设计轴的直径（10（（扭矩图中体现扭矩大小可给分）AB段：T=-M=-159.2N·m（1分）ABC段：T=-M-MB=-477.5N·m（1分）ACDTM=477.5N·m（1）2 D画轴的扭矩图）按强度设计轴径由强度准则max

TmaxWP

T max0.3

（2分）d

Tmax

477.51033

39.1mm0.2[

] 0.240 （1）d由刚度准则

max

T maxG0.1d

] （1分）d4

Tmax

180 477.5103180 44

（1分）G0.1[] 801030.11103d=45mm（1分）]=100MPab×h=20×40mm2,（9）（）画梁的弯矩图求最大弯矩3分）M Flmax校核强度截面竖放时：《化工设备机械基础》试卷答案 第3页共5页max

MWMz

Flbh2/6（2分）650010320402

93.8MPa ]max （1）截面平放时：M max M

6500103

187.5MPamax Wz

bh2/6 40202

（2分） ]max （1）图示水平直角折杆，横截面直径d6cm，铅直均布载荷q0.8kN/m，[80MPa。试用第三强度理论校核其强度（10）解：危险截面在固定端A处（2分） qM1.6kNm（2分，写出具体步骤，画弯矩图酌情给分） CT0.4kNm（2）则 M

T

77.8MPa[]（3分）

A 2m B 1mr3 W满足强度条件。（1分）有一库存很久的氧气瓶，其材质为Q345R，圆筒体外径为Do=219mm，系无缝钢管收口而成，实测其最小壁厚为6.5mm，已知材料许用应力162.5MPa，厚度附加量为1mm，设计温度为常温。今欲充15MPa（取（16分）（1）确定参数4分）P =15Mpa，D =219mm， =6.5mm，=162.5Mpa，C=1(mm)0 n=1(无缝钢)， C=6.5-1=5.5mme n（2）强度校核t=

P(DCC

oeoe

≤

（2分）t=

15(21925.5

=291.1Mpa（1分）可见t291.1MPa]t162.5MPa15MPa不安全，须改变