化工機械設(shè)備試題與解答

２０04～２０05學(xué)年第二學(xué)期期末考試試卷《化工機械基礎(chǔ)》（Ａ卷共4頁）（考試時間：2021年6月21日）題號一二三成績得分化工學(xué)院 專業(yè) 班年級 2021級 學(xué)號 姓題號一二三成績得分一、名詞解釋（共10分，每小題2分）一、疲勞強度：金屬材料在循環(huán)應(yīng)力下，經(jīng)受無窮次循環(huán)而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力稱“疲勞強度用 表示對于一般鋼材以106～107次不被破壞的應(yīng)力，r作為疲勞強度。二、斷面收縮率：主要反映材料局部變形的能力。以試件拉斷后，斷面縮小的面

的比值的百分?jǐn)?shù)來表示，

A0

100%，A為試件斷0 A0裂后的最小截面積。3DDK為薄壁容器。0 iK D0Di4、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：在固態(tài)下晶格構(gòu)造隨溫度發(fā)生轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，稱“同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變”壓力。二、問答題（共33分）（8）低碳鋼拉伸和緊縮時的應(yīng)力—應(yīng)變圖 鑄鐵拉伸應(yīng)力—應(yīng)變圖鑄鐵壓縮應(yīng)力—應(yīng)變圖低碳鋼拉伸和緊縮時的比例階段和屈服階段重合，表明此時拉伸和緊縮的材料性能一致。低碳鋼緊縮時不發(fā)生斷裂破壞，無強度極限。二、下列鋼號各代表何種鋼，符號中的字母和數(shù)字各有什么意義？（8分）Q215-B.F代表普通碳素鋼（鋼種Q母，215為屈服強度值，B表示質(zhì)量品級，F(xiàn)表示沸騰鋼。20A代表高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼，20為含碳量0.2%。15MnVDR0.15%MnV小于1.5%，D表示低溫用鋼，R代表容器用鋼H80代表黃銅（鋼種，H為黃銅牌號，808020。3、不銹鋼一般采用何種方式進行焊接，這種焊接方式的特點是什么？（4分不銹鋼一般采用氬弧焊進行焊接。及一些特殊用途的高合金鋼。4、一設(shè)備法蘭的操作溫度為2700C，工作壓力為0.8MPa，當(dāng)材料為Q235-B和15MnVR時應(yīng)別離按何種公稱壓力級別肯定法蘭幾何尺寸。（4分）Q235-B應(yīng)按公稱壓力1.6MPa級別肯定法蘭的幾何尺寸。15MnVR應(yīng)按公稱壓力1.0MPa級別肯定法蘭的幾何尺寸。五、下列容器屬一、二、三類容器的哪一類？（4分）2000mm，1MPa3.6MPa0.5MPap3MPa（2）（3）（4）為三類容器。六、分析安裝在戶外的塔體受哪些載荷的作用？說明這些載荷將引發(fā)何種變形？（5分）答：主要受工作壓力、重量載荷、風(fēng)載荷、地震載荷和偏心載荷的作用。對各類載荷影響的考慮：工作壓力引發(fā)拉伸變形；重量載荷引發(fā)的軸向拉伸和緊縮變形；風(fēng)載荷造成的風(fēng)彎矩，引發(fā)彎曲變形；引發(fā)彎曲變形；偏心載荷造成偏心彎矩，引發(fā)彎曲變形，同時也產(chǎn)生緊縮變形。四、計算題（共57分）一、一個低合金鋼內(nèi)壓反映塔，筒體內(nèi)徑Di

1000mm，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，工作壓力0MPa（裝有安全閥，工作溫度2700C，塔體采用單面手工電弧焊，100%無損探傷，內(nèi)部介質(zhì)有輕微侵蝕性。設(shè)計塔體壁厚，并校核水壓實驗強度。（ 144MPa ， 170MPa ，s

345MPa ，DD pT

e

（10）T se表C（mm）l鋼板厚度4.5～5.56～78～2526～3032～3436～40負(fù)偏差0.20.60.80.911.1C2，0.9p1.0522.1MPapD i pDd 2tp

21.05100021440.921.05

1.09.17mm再加上鋼板負(fù)誤差C1

0.8mm，然后圓整，取n

10mm厚。水壓實驗校核：

1.2521.051708.2

D i e

144

190.5MPaT e

28.20.9s

0.90.9345279.5MPa， ，T s所以水壓實驗時強度足夠。DN20004500mm10mm，600mm，介質(zhì)無侵蝕。試計算筒體能經(jīng)受的許可外壓，并判斷發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)22？（8。e（p 2.2Ee

3，p

2.59E e

D0

，E2105MPa）cr D cr LD0 01CCC1

，2D

，L4500360024900mm2020L 1.17Dcr

0 1.17e

8.2

37094mmLLcr

，為短圓筒，發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)后筒體橫截面上產(chǎn)生的波形數(shù)n2。8.2 2.5D

2.5

2020p 2.59E e

2.592105 0.224MPacr LD0

49002020 ppcr0.075MPam3、如圖所示，兩頭固定的變截面直桿在連接處受到70kNA1

5cm2，A2

4cm2，E 200GN/m2，E1

250GN/m2，求出兩端約束（9解：PL PLL

1 1 2 2 0EA EA1 1 2 2 P0.2103P1

70P 1

0.51032001095104 2501094104P1

50kN，P2

20kN，方向都是向左。450mm列出剪力方程和（2）畫出剪力圖和彎矩圖（3）（15）22x 0.5mx解：約束反力R，M剪力方程：Qx22x 0.5mx 彎距方程：Mx x2.75 0x 2xx 1 xmax

MmaxJ

ymaxZ

2.751030.05/2224MPa0.05464五、已知攪拌反映釜的傳動軸直徑D為45鋼，G傳遞的軸功率為1.5kWn10r/min（1）求扭轉(zhuǎn)時傳動桿橫截面上所受到的最大剪應(yīng)力是多少？傳動軸單位長度上的扭轉(zhuǎn)角是多少？（ 2）若傳動軸還受到軸向的壓力P8kN和彎曲力矩M的作用如圖所示請別離用第三和第四強度理論計算該傳動軸危險點處的相當(dāng)應(yīng)力。（15分）1）M

9550

95501.5

143.25N/mn n 100M M n max W

91.2MPa 16D3L

n MGJM

143.2580109320.024

0.114rad（2）下表面為危險點，在該處取應(yīng)力單元體 PM

8103

0.1103

152.8MPax A W z 40.022 320.023 0