汽轮机强度与振动分析考核试卷

汽轮机强度与振动分析考核试卷考生姓名：答题日期：得分：判卷人：

本次考核旨在检验考生对汽轮机强度与振动分析的理论掌握程度和实际应用能力，包括对汽轮机结构强度、热应力、振动特性等知识的理解和计算技能。

一、单项选择题（本题共30小题，每小题0.5分，共15分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.汽轮机的主要热力部件不包括（）。

A.转子

B.阀门

C.汽缸

D.叶片

2.汽轮机的热效率是指（）。

A.热能转化为机械能的效率

B.输出功率与输入热量的比值

C.输入功率与输出功率的比值

D.蒸汽功率与热能的比值

3.汽轮机转子材料一般选用（）。

A.钢铁

B.铝合金

C.不锈钢

D.钛合金

4.汽轮机叶片的形状对（）有重要影响。

A.转子重量

B.转子强度

C.蒸汽流速

D.蒸汽温度

5.汽轮机汽缸的主要作用是（）。

A.产生轴向推力

B.支撑转子

C.导流蒸汽

D.减少振动

6.汽轮机中，热应力最大的部件是（）。

A.转子

B.汽缸

C.叶片

D.轴承

7.汽轮机振动的主要原因不包括（）。

A.转子不平衡

B.蒸汽流量波动

C.轴承磨损

D.蒸汽温度升高

8.汽轮机振动分析中，固有频率是指（）。

A.转子旋转频率

B.蒸汽流量频率

C.转子自振频率

D.轴承振动频率

9.汽轮机振动监测中，常用的传感器是（）。

A.磁电式速度传感器

B.电磁式位移传感器

C.压电式加速度传感器

D.热电式温度传感器

10.汽轮机振动分析中，临界转速是指（）。

A.转子自振频率

B.轴承振动频率

C.蒸汽流量频率

D.转子旋转频率

11.汽轮机强度分析中，安全系数是指（）。

A.载荷与材料的许用应力之比

B.材料的许用应力与载荷之比

C.载荷与材料的极限应力之比

D.材料的极限应力与载荷之比

12.汽轮机叶片的振动响应与其（）有关。

A.材料弹性模量

B.叶片厚度

C.叶片长度

D.蒸汽流速

13.汽轮机转子动平衡试验的目的是（）。

A.检查转子重量

B.消除转子不平衡

C.测量转子转速

D.评估转子强度

14.汽轮机振动分析中，频谱分析可以（）。

A.确定振动频率

B.识别振动源

C.估算振动幅值

D.以上都是

15.汽轮机热应力分析中，热膨胀系数是指（）。

A.材料长度随温度变化的比值

B.材料体积随温度变化的比值

C.材料面积随温度变化的比值

D.材料密度随温度变化的比值

16.汽轮机叶片的扭转振动与其（）有关。

A.叶片长度

B.叶片厚度

C.蒸汽流速

D.转子转速

17.汽轮机振动分析中，谐波分析可以（）。

A.识别振动频率

B.估算振动幅值

C.分析振动特性

D.以上都是

18.汽轮机转子热应力分析中，热导率是指（）。

A.材料单位时间内热量传递的能力

B.材料单位体积热量传递的能力

C.材料单位长度热量传递的能力

D.材料单位面积热量传递的能力

19.汽轮机振动分析中，转子临界转速的计算公式是（）。

A.fcr=π*D/(60*P)

B.fcr=1/(2*π)*√(EI/m)

C.fcr=2*π*√(m/k)

D.fcr=1/(2*π)*√(k/m)

20.汽轮机振动分析中，轴承油膜厚度对振动的影响是（）。

A.油膜越厚，振动越小

B.油膜越薄，振动越小

C.油膜厚度与振动无关

D.油膜厚度对振动无直接影响

21.汽轮机振动分析中，转子不平衡对振动的影响是（）。

A.转子不平衡越大，振动越小

B.转子不平衡越小，振动越小

C.转子不平衡与振动无关

D.转子不平衡对振动无直接影响

22.汽轮机振动分析中，热应力对振动的影响是（）。

A.热应力越大，振动越小

B.热应力越小，振动越小

C.热应力与振动无关

D.热应力对振动无直接影响

23.汽轮机振动分析中，轴承磨损对振动的影响是（）。

A.轴承磨损越大，振动越小

B.轴承磨损越小，振动越小

C.轴承磨损与振动无关

D.轴承磨损对振动无直接影响

24.汽轮机振动分析中，蒸汽流量波动对振动的影响是（）。

A.蒸汽流量波动越大，振动越小

B.蒸汽流量波动越小，振动越小

C.蒸汽流量波动与振动无关

D.蒸汽流量波动对振动无直接影响

25.汽轮机振动分析中，汽缸变形对振动的影响是（）。

A.汽缸变形越大，振动越小

B.汽缸变形越小，振动越小

C.汽缸变形与振动无关

D.汽缸变形对振动无直接影响

26.汽轮机振动分析中，叶片振动对振动的影响是（）。

A.叶片振动越大，振动越小

B.叶片振动越小，振动越小

C.叶片振动与振动无关

D.叶片振动对振动无直接影响

27.汽轮机振动分析中，轴承间隙对振动的影响是（）。

A.轴承间隙越大，振动越小

B.轴承间隙越小，振动越小

C.轴承间隙与振动无关

D.轴承间隙对振动无直接影响

28.汽轮机振动分析中，汽轮机基础对振动的影响是（）。

A.基础越稳固，振动越小

B.基础越不稳定，振动越小

C.基础与振动无关

D.基础对振动无直接影响

29.汽轮机振动分析中，汽轮机转速对振动的影响是（）。

A.转速越高，振动越小

B.转速越低，振动越小

C.转速与振动无关

D.转速对振动无直接影响

30.汽轮机振动分析中，汽轮机负荷对振动的影响是（）。

A.负荷越大，振动越小

B.负荷越小，振动越小

C.负荷与振动无关

D.负荷对振动无直接影响

二、多选题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.汽轮机转子动平衡试验中，下列哪些因素可能导致转子不平衡（）。

A.转子各部分质量分布不均

B.转子安装误差

C.转子内部裂纹

D.轴承磨损

2.汽轮机叶片设计时，需要考虑以下哪些因素（）。

A.蒸汽参数

B.转速

C.叶片材料

D.叶片几何形状

3.汽轮机汽缸的热应力主要由以下哪些因素引起（）。

A.蒸汽温度变化

B.汽缸材料的热膨胀系数

C.汽缸壁厚

D.蒸汽压力

4.汽轮机振动分析中，下列哪些振动类型属于低频振动（）。

A.转子不平衡振动

B.轴承振动

C.叶片振动

D.汽缸振动

5.汽轮机振动监测系统通常包括以下哪些部分（）。

A.传感器

B.数据采集系统

C.分析软件

D.报警系统

6.汽轮机振动分析中，固有频率的计算需要考虑以下哪些因素（）。

A.材料的弹性模量

B.材料的密度

C.汽轮机的几何尺寸

D.蒸汽温度

7.汽轮机叶片的振动响应分析需要考虑以下哪些因素（）。

A.叶片的质量分布

B.叶片的几何形状

C.蒸汽流速

D.轴承的支撑刚度

8.汽轮机转子热应力分析时，需要确定以下哪些参数（）。

A.材料的热膨胀系数

B.蒸汽温度

C.转子的几何尺寸

D.轴承的支撑刚度

9.汽轮机振动分析中，频谱分析可以提供以下哪些信息（）。

A.振动频率

B.振动幅值

C.振动相位

D.振动来源

10.汽轮机振动分析中，谐波分析可以用于（）。

A.识别振动频率

B.分析振动特性

C.估算振动幅值

D.诊断故障

11.汽轮机转子临界转速的计算公式中，以下哪些参数是必须的（）。

A.转子的转动惯量

B.轴承的刚度

C.转子的质量

D.轴承的阻尼

12.汽轮机振动分析中，轴承油膜厚度对振动的影响包括（）。

A.减小振动幅值

B.改变振动频率

C.改善振动稳定性

D.提高振动效率

13.汽轮机振动分析中，转子不平衡对振动的影响可能包括（）。

A.增加振动幅值

B.改变振动频率

C.形成共振

D.减少振动频率

14.汽轮机振动分析中，热应力对振动的影响可能包括（）。

A.改变振动频率

B.增加振动幅值

C.形成共振

D.减少振动幅值

15.汽轮机振动分析中，轴承磨损对振动的影响可能包括（）。

A.增加振动幅值

B.改变振动频率

C.减少振动稳定性

D.提高振动效率

16.汽轮机振动分析中，蒸汽流量波动对振动的影响可能包括（）。

A.改变振动频率

B.增加振动幅值

C.形成共振

D.减少振动稳定性

17.汽轮机振动分析中，汽缸变形对振动的影响可能包括（）。

A.增加振动幅值

B.改变振动频率

C.形成共振

D.减少振动频率

18.汽轮机振动分析中，叶片振动对振动的影响可能包括（）。

A.增加振动幅值

B.改变振动频率

C.形成共振

D.减少振动稳定性

19.汽轮机振动分析中，轴承间隙对振动的影响可能包括（）。

A.增加振动幅值

B.改变振动频率

C.减少振动稳定性

D.提高振动效率

20.汽轮机振动分析中，汽轮机基础对振动的影响可能包括（）。

A.减少振动幅值

B.改变振动频率

C.提高振动稳定性

D.减少振动频率

三、填空题（本题共25小题，每小题1分，共25分，请将正确答案填到题目空白处）

1.汽轮机的主要热力部件包括________、________和________。

2.汽轮机的热效率η定义为_________。

3.汽轮机转子的材料一般选用________，因为它具有________和________。

4.汽轮机叶片的形状对_________有重要影响，通常设计成________形状。

5.汽轮机汽缸的主要作用是________，通常由________和________两部分组成。

6.汽轮机中，热应力最大的部件是________，主要由于_________。

7.汽轮机振动的主要原因包括________、________和________。

8.汽轮机振动分析中，固有频率是指_________。

9.汽轮机振动监测中，常用的传感器是_________。

10.汽轮机振动分析中，临界转速是指_________。

11.汽轮机强度分析中，安全系数是指_________。

12.汽轮机叶片的振动响应与其_________有关。

13.汽轮机转子动平衡试验的目的是_________。

14.汽轮机振动分析中，频谱分析可以_________。

15.汽轮机转子热应力分析中，热膨胀系数是指_________。

16.汽轮机叶片的扭转振动与其_________有关。

17.汽轮机振动分析中，谐波分析可以_________。

18.汽轮机转子热应力分析中，热导率是指_________。

19.汽轮机振动分析中，转子临界转速的计算公式是_________。

20.汽轮机振动分析中，轴承油膜厚度对振动的影响是_________。

21.汽轮机振动分析中，转子不平衡对振动的影响是_________。

22.汽轮机振动分析中，热应力对振动的影响是_________。

23.汽轮机振动分析中，轴承磨损对振动的影响是_________。

24.汽轮机振动分析中，蒸汽流量波动对振动的影响是_________。

25.汽轮机振动分析中，汽缸变形对振动的影响是_________。

四、判断题（本题共20小题，每题0.5分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.汽轮机转子的质量分布均匀，因此不需要进行动平衡试验。（）

2.汽轮机叶片的厚度对其振动响应没有影响。（）

3.汽轮机的热效率越高，其输出功率就越大。（）

4.汽轮机汽缸的热应力可以通过增加汽缸壁厚来减小。（）

5.汽轮机振动分析中，所有振动都是有害的。（）

6.汽轮机振动监测的主要目的是为了预防设备损坏。（）

7.汽轮机转子临界转速的计算只需要考虑其质量分布。（）

8.汽轮机叶片的振动响应可以通过增加叶片的长度来减小。（）

9.汽轮机振动分析中，固有频率是可以通过实验测量的。（）

10.汽轮机振动分析中，频谱分析可以用来确定振动频率和幅值。（）

11.汽轮机振动分析中，热应力对振动没有直接影响。（）

12.汽轮机振动分析中，转子不平衡会导致振动幅值增加。（）

13.汽轮机振动分析中，轴承间隙越小，振动稳定性越好。（）

14.汽轮机振动分析中，蒸汽流量波动会导致振动频率变化。（）

15.汽轮机振动分析中，汽缸变形会增加振动稳定性。（）

16.汽轮机振动分析中，叶片振动会导致汽轮机效率下降。（）

17.汽轮机振动分析中，轴承磨损会导致振动频率降低。（）

18.汽轮机振动分析中，频谱分析可以用来识别振动源。（）

19.汽轮机振动分析中，谐波分析主要用于分析振动频率。（）

20.汽轮机振动分析中，临界转速是汽轮机振动控制的关键参数。（）

五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）

1.请简述汽轮机强度分析的主要内容和计算方法。

2.阐述汽轮机振动分析中，如何识别和消除共振现象。

3.结合实际案例，说明汽轮机振动监测在设备维护中的作用。

4.论述汽轮机强度与振动分析在提高汽轮机运行安全性和可靠性的重要性。

六、案例题（本题共2小题，每题5分，共10分）

1.案例题：某汽轮机在运行过程中，振动监测系统显示转子振动幅值突然增大。现场检查发现，轴承有明显的磨损痕迹。请分析可能导致转子振动增大的原因，并提出相应的处理措施。

2.案例题：某汽轮机在启动过程中，发现汽缸存在明显的热应力变形，导致振动超标。请分析汽缸热应力变形的原因，并提出减少汽缸热应力、提高汽轮机运行稳定性的建议。

标准答案

一、单项选择题

1.B

2.B

3.C

4.C

5.B

6.A

7.A

8.C

9.C

10.A

11.A

12.A

13.B

14.D

15.A

16.B

17.D

18.A

19.D

20.A

21.A

22.B

23.A

24.B

25.A

26.A

27.A

28.A

29.A

30.B

二、多选题

1.ABCD

2.ABD

3.ABD

4.ABC

5.ABCD

6.ABC

7.ABCD

8.ABC

9.ABD

10.ABCD

11.ABC

12.ABC

13.ABC

14.ABC

15.ABC

16.ABC

17.ABC

18.ABC

19.ABC

20.ABC

三、填空题

1.转子汽缸叶片

2.输出功率与输入热量的比值

3.不锈钢高强度良好的耐热性

4.蒸汽流速梨形

5.导流蒸汽防护

6.转子热膨胀

7.转子不平衡蒸汽流量波动轴承磨损

8.转子自振频率

9.磁电式速度传感器

10.转子自振频率

11.载荷与材料的许用应力之比

12.材料弹性模量

13.消除转子不平衡