化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)期末試題及答案

1、2012級化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)期末試題及答案一、力學(xué)部分計算題：（共50分）1、 （ 10 分）1、圖示三角形支架 ABC, A、B、C三處為錢鏈鏈接。在兩桿的連接處B懸掛有重物G=30kN o桿AB和BC材料相同，許用應(yīng)力<r =120MPa。AB、BC兩桿直徑d分別 為25mm、30 mm。試校核此支架是否安全。（已知A、B、C三處均為較接）。（AB和30T30BC兩桿的重量不計）（本題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% 療=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最大彎矩發(fā)生在梁的中點,1 I 2M max（3= maxWZD332（50 -x .l分）其值為M max = L81 2 103 22二 3159MPa（3兀0.0433分）32C 4kNQjf.3分）二 max=159MPa » 120MPa 不滿足要求分）（23、（ 15 分）解：首先由軸所傳遞的功率計算作用在軸上的扭

3、矩實心軸P7.59549 p=9549 面"6 即 mMx 空羋=40MPa-max1 -WP1nd3（3分）dr 316 716? 2 n 40,106=0.045m=45mm空心軸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確定實心軸與空心軸的重量之比AL _di 二 45 10A_民 1 - ： 2 46 10A1-0.5.4、（ 10 分） 橫梁承受拉彎組合荷載，危險面為梁中間。maxNmaxmax6Pl 1sin :bh2max6PlisiPcos

4、 :max-148.7MPa 二匚（4分）（4分）（2分）bh2bh是非題：在題后括號內(nèi), i分）正確劃錯誤劃“X”（共10分，每小題1 .壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程把壓力容器按其破壞時造成的危害程度分為三類，其中三類容器破壞時造成的危害程度最大，因而在設(shè)計、制造和使用方面對其要求最圖。（V）2 .容器法蘭與管法蘭的 PN、DN珈I河可以和斤弋川。（X）3 .壓力容器強(qiáng)度校核時公式中用到的厚度是有效厚度。（V）4 .內(nèi)壓容器的有效厚度 S e 一般都大于計算厚度 S,因此容器最高允許工作壓力Pw總是大于設(shè)計壓力 Po（V）5 .從穩(wěn)定性考慮，外壓容器設(shè)計選材時應(yīng)選用彈性模量較大的材料。（V）6

5、.決定外壓加強(qiáng)圈抗失穩(wěn)能力的截面幾何參數(shù)是截面面積。（X ）7 .圓筒形容器上開孔處的應(yīng)力集中系數(shù)是K二、二max.二？。（X）8 .為減小鞍座處殼體截面的應(yīng)力，臥式容器的鞍座距橢圓形封頭直邊切線的距離A應(yīng)該W 0.2L和0.25D0 （式甲L為筒體長度，Do為筒體外徑）。（V）9 .圓筒形容器上開橢圓孔時，為降低開孔邊緣的應(yīng)力集中程度，應(yīng)使橢圓的長軸方向垂直于圓筒的軸線，且長短軸之比越大越好。（X ）10 .臥式容器選用鞍座時，一般可選用兩個鞍座，容器較長時也可選用多于兩個，其中應(yīng)當(dāng)有一個而且只能有一個F型，其余應(yīng)為S世”V）選擇題：將正確答案的順序號填入題后的括號內(nèi)（共 10分，每小題(B

6、)超高壓容器。(A)D .升高，升高(B)萬分之三(D)低溫韌性1.設(shè)計壓力為2.5MPa的容器屬于 oA ?低壓容器B.中壓容器C.高壓容器D.2,鋼材的強(qiáng)度隨溫度的升高而,韌性和塑性隨溫度的降低而A.下降，升高B,下降，下降 C ,升高，下降3 .不銹鋼材料0Cr18Ni9 牌號中的“0表示其含碳里低于A ,百分之一B,千分之一C,萬分之一D.4 .對于低溫容器，設(shè)計選材時應(yīng)特別注意材料的。A .低溫強(qiáng)度B,低溫剛度C,低溫硬度D.5 .直徑為D,過渡圓弧半徑為r的碟形封頭過渡圓弧與直邊交點處過渡圓弧上的第A)A.pi=r, p 2= D/2B.pi=D/2 , p 2=rC.pi=A,

7、p 2= D/2D.pi=p 2=r6 .從受力角度考慮，橢圓形封頭、碟形封頭、半球形封頭和折邊球面封頭四種凸形封頭中，的受力情況最好。(C)A ,橢圓形圭寸頭B,碟形圭寸頭C,半球形圭寸頭D.折邊球面圭寸頭7 .低碳鋼拉伸試驗的整個過程，按順序大致可分為如下四個階段。I B )A.彈性階段、強(qiáng)化階段、屈服階段和頸縮階段8 .彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段C.彈性階段、頸縮階段、強(qiáng)化階段和屈服階段D,屈服階段、彈性階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段8 .球殼上的開孔，開孔系數(shù)p, Snt/3n-,應(yīng)力集中系數(shù) K越大。(B)A ,越大，越大B ,越大，越小 C ,越小，越小 D,越小，越大9 .

8、無縫鋼管的公稱直徑指的是管子的一。(D)A ,內(nèi)徑B,外徑C,中徑D,其他10 .設(shè)計中選用標(biāo)準(zhǔn)法蘭的壓力等級時，除考慮法蘭的類型、材料、最高工作壓力外，還應(yīng)考慮法蘭的：(D)C.墊片種類D.工作溫度A.公稱直徑B,密封面型式四、簡答題：（共10分，每小題5分）1、 雙面焊100炕損探傷,$ =1 o局部探傷$ =0,85 ,單面焊100炕損探傷，$ =0,9 o局部探傷$ =0,802、為了保證構(gòu)件在外力作用下安全工作，其必須滿足哪三方面的要求計算題：（共20分，每小題10分）強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性1解：(1)根據(jù)微體平衡方程：在截面 1-1 處：R1 = s, R2= D/2,滬 S,Pz = -( p+ Pgz)8p-z ( 42S分)取分離體如右下圖所示，建立區(qū)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、可知容器筒體上的最大應(yīng)力為周向應(yīng)力，發(fā)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）設(shè)計筒體的壁厚PcDj2.0 20002,f- Pc=11.834 mm2 170 1.0-2.0經(jīng)圓整，取筒體的名