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1、化工设备机械根底 A 卷答案 1徐州工程学院试卷20232023学年第2学期课程名称化工设备机械根底试卷类型命 题 人A考试形式2023闭卷年 4月9日考试时间使用班级10011 化艺分钟教研室主任年月日教学院长年月日姓 名班 级学 号题号总分得分一二三四五总分仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢2离 x 的点 A 所受的环向应力大小为( p + r gx)R一、填空题每空 2 分，共计 10 分1.如下图为一封闭的圆筒，其半径为 R，筒体壁厚为 t。筒体内盛放密度为的液体，筒体顶部气体的压力为 P0，离液面距0t，经向应0p R力大小为2t。2. 材料力学对变形固体做了如下假设： 连续
2、性假设 、均匀性假设、各向同性假设、小变形假设。3. =称为虎克定律 。4. 第一强度理论又称 最大拉应力理论 。二、选择题每题 2 分，共计 10 分1. 静力学争论的对象是 d a. 物体b流体 c物质 d刚体2. 图示构造，用积分法计算 AB 梁的位移时，梁的边界条件为( a)ayA=0 yB=0byA0 yB0cyA=0 yB0 dyA0 yB=03. 工作压力为 1.8MPa，容积为 1500m3，介质为液化石油气的球罐，属于 c 。a. 类容器b类容器c类容器4. 以下不属于工程上常承受的开孔补强构造的是 b 。a. 补强圈补强b多层包扎补强c厚壁管补强d整体锻件补强5. 为提高外
3、压圆筒承载力量，通常较为合理的方法是 c 。a. 增加壁厚b改用强度较高的材料c设置加强圈三、是非题每题 1 分，共计 10 分1. 作用在一个平面上的三力假设平衡，则三力的作用线必相交于一点。 2. 强度是指构件抵抗破坏的力量。 3. 安排梁的受力状况，对提高梁的弯曲强度没有影响。4. 金属构件在经过一段时间交变应力的作用后发生断裂现象称为疲乏。 5. 由于夹套式反响釜的夹套内及釜体内均为正压操作，因而不需要进展稳定性校核。 6. 外压和真空容器不应以内压进展压力试验。 7. 气密性试验应在液压试验合格后进展。8. 半球形封头、椭圆形封头、平板型封头属于凸形封头。 9. 压力容器强度校核时公
4、式中用到的厚度是有效厚度。 10. 卧式容器鞍座位置 A 不宜大于 0.2L，当需要时，A 最大不得大于 0.25L。 四、计算题共计 70 分1. 图示支架由杆 AB、BC 组成，A、B、C 处均为光滑铰链，在铰 B 上悬挂重物 G=10kN，杆件自重不计，求杆件AB、BC 所受的力。8 分解：1取 B 销为争论对象画受力图F = 0 : FyBCsin 30 - G = 0 2 分F=G= 2G = 2 10 = 20kNBCsin 30o2 分= F0 :F cos30o3xBC- F= 0 2 分ABF = FABBCcos30o = 20 2= 17.3kN 2 分承受其他方法求解此
5、题，过程结果正确酌情给分2. 一阶梯杆如下图，AB 段横截面面积为：A1=100mm2，BC 段横截面面积为A2=180mm2，(1)画轴力图；2求各段杆横截面上的正应力。8 分解1 计算各段内轴力，并绘制轴力图4 分AB 段： F= 8kNBC 段： FN2= -15kN绘制轴力图2确定应力 4 分N1AB 段： s=1N1 = 80MPaFA1BC 段：s=2N2 = -83.3MPaFA23. 图示拖车挂钩用插销联接,挂钩厚度d=10mm, t =100MPa, s =200MPa,拉力=56kN,试设计插销的直径 d。9 分解：1插销发生剪切和挤压破坏，求剪力和挤压力 F/2=28kN
6、1 分Q F56kN1 分jyjy2强度计算按剪切强度设计，由Ft =QF / 2=p t Ad 2/ 42 分4FQd p t=4 28103p = 18.9mm 1001 分按挤压强度设计，由s= Fjy jyAjy=F d 2d sjy2 分Fd 2dsjy=56 103= 14mm2 10 200jy1 分所以，插销取公称直径 d=20mm。1 分4. 某汽车传动轴 AB 由 45 号无缝钢管制成。轴外径 D=90mm，壁厚 t=2.5mm，传递最大力矩 M=1.5kNm，t=60MPa。 试：1画扭矩图；2校核轴的强度。仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢5解：1画出扭矩图3
7、分8 分2校核强度 Tmax= 1.5kNm仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢7W = 0.2D 3(1 - a4 ) = 0.2 9031 - (P85)4 ) = 29280mm3 2 分90或W=p D 3(1 - a 4 ) =p 9031 - (85)4 ) = 29280mm3 P323290tT=max= 1.5 103= 51.2MPa t 2 分maxWP29280轴的强度满足。1 分计算支座 A、C 所受的力；2画出剪力图、弯矩图；3并求最大弯矩。10 分5. 图示的外伸梁 AB，在 CB 段作用均布载荷 q，求1解：1求约束力。2 分F = 5qac4F= - q
8、aA4（2） 画剪力图3 分建立 x-FQ 坐标，从梁左端画图。画弯矩图3 分建立 x-M 坐标，从梁左端画图。M= F = 0A+AM= - qa2C2M= -q / 2 = 0B-（3） 最大弯矩M= qa2max22 分6. 手摇绞车如图，轴的直径 d=30mm，材料为 Q235 钢，=80MPa。画出弯矩图、扭矩图，并按第三强度理论求绞车的最大起吊重量 P。10 分解：1画扭矩图2 分；画弯矩图2 分由弯矩图扭矩图知，危急截面在轴的中间截面1 分强度条件：sr 3=1WZM 2+ T 2maxp d 3解得：= 32P0.2 + 0.1822 s3 分P pd3s 320.22 + 0
9、.182= 788N2 分T=0.18P；Mmax=0.2P7. 今有始终径为 1200mm 的吸取塔，封头与筒体承受法兰连接，该塔操作温度为285，设计压力为 0.3MPa，材质为 Q235-B，试选择标准法兰具体确定法兰类型、密封面型式、公称直径、公称压力、材料、并正确标记。7 分公称压力法兰材料工作温度/甲型、乙型平焊法兰的最大允许工作压力JB/T4700-2023MPaPN-202002503003500.25板材Q235-A，B0.160.150.140.130.60板材Q235-A，B0.400.360.330.301.00板材Q235-A，B0.660.610.550.501.6
10、0板材Q235-B1.060.970.890.80解：法兰材料取塔体、封头材料一样的 Q235-B1 分；设计压力不大于最大允许工作压力的原则，选择法兰公称压力 0.6MPa1 分；公称直径取 1200mm1分；可选用甲型平焊法兰1 分；由于操作压力不高，承受的密封面型式为平面型1 分，法兰标记为：法兰-RF 1000-0.6 JB/T 4801-20232 分其它法兰选型，假设满足要求亦算正确8. 某化工厂欲设计一台石油气分别工程中的乙烯精馏塔。：塔体内径Di=600mm，设计压力 p=2.2MPa，设计温度为-20，t=170MPa，选用材料为Q345R 的钢板制造，钢板的厚度负偏差取 0
11、.8mm，腐蚀裕量取 3mm，单面焊局部无损检测，试确定其厚度，并校核水压试验强度10 分2.02.53.03.54.04.56.07.08.09.0101112141618常用钢板厚度【解】1确定设计参数2 分，未列出但公式中带入正确也算正确 压力参数：设计压力 p=2.2MPa，计算压力 pc=p=2.2MPa.设计温度： t=-20。许用应力：t=170MPa。焊接接头系数：由题目得： =0.80。钢板厚度负偏差：C1=0.8mm。腐蚀裕量： C2=3mm。（2） 求厚度4 分仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢8-dP Dc2.2 600= 2s j i Pc=4.89mm2 170 0.8 - 2.2d= d + C= 4.89 + 3 = 7.89mmd2d+ C1 = 7.89 + 0.8 = 8.69mmd依据钢板厚度标准规格，名义厚度n 取为 10mm。考虑到低合金钢制容器的最小壁厚，满足最小壁厚。故厚度取 10mm（3） 校核水压试验强度4 分d = d - C = 10 - 3 - 0.8 = 6.2mmen水压试验校核：p()1.25 2.2 170 (600 + 6.2)s=T TD + ddie2e=170= 134.4MPa2 6.20.9js= 0.9 0.8 345 = 248.4MPa ，ss 0.9js，Ts所以水压试验时强度足够。