《化工设备设计机械基础》课程试卷

2006级《化工设备设计基础》课程试题（B卷）合分人：

一、力学部分计算题：（共50分）

1、图示三角形支架ABC，A、B、C三处为铰链链接。在两杆的连接处B悬挂有重物G=30kN。杆AB和BC材料相同，许用应力[σ]=120MPa。AB、BC两杆直径d分别为25mm、30 mm。试校核此支架是否安全。(已知A、B、C三处均为铰接)。(AB和BC两杆的重量不计)（本题15分）

2、图示简支梁受均布载荷q=2kN/m作用，若梁长l=2m，截面为圆截面D=40mm，[σ] = 120MPa。试写出剪力方程和弯矩方程，画出剪力图和弯矩图，并校核强度是否满足要求。

3、已知：P＝7.5kW, n=100r/min,最大切应力不得超过40MPa,

空心圆轴的内外直径之比 = 0.5。二轴长度相同。求: 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2；确定二轴的重量之比。

4、校核如图的矩形截面横梁AB的安全性。（已知α = 30°b= 60mm，

h = 80mm，l1 = 1250mm，P = 15kN，[σ] = 160MPa）

二、是非题：在题后括号内，正确划

“√”，错误划“×”（共

10分，每小题1分）

1.《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

害程度分为三类，其中三类容器破坏时造成的危害程度最大，因

而在设计、制造和使用方面对其要求最高。 （ ）

2. 容器法兰与管法兰的PN 、DN 相同时可以相互代用。

（ ）

3. 压力容器强度校核时公式中用到的厚度是有效厚度。

（ ）

4. 内压容器的有效厚度δe 一般都大于计算厚度δ，因此容器最高

允许工作压力[p w ]总是大于设计压力p 。

（ ）

5. 从稳定性考虑，外压容器设计选材时应选用弹性模量较大的材料。（ ）

6. 决定外压加强圈抗失稳能力的截面几何参数是截面面积。

（ ）

7. 圆筒形容器上开孔处的应力集中系数是φmax σσ=K 。（φσ为圆筒经

向薄膜应力） （ ）

8. 为减小鞍座处壳体截面的应力，卧式容器的鞍座距椭圆形封头直边切线的距离A 应该≤0.2L 和0.25D 0（式中L 为筒体长度，D 0

为筒体外径）。 （ ）

9. 圆筒形容器上开椭圆孔时，为降低开孔边缘的应力集中程度，应使椭圆的长轴方向垂直于圆筒的轴线。 （ ）

10.卧式容器选用鞍座时，一般可选用两个鞍座，容器较长时也

可选用多于两个，其中应当有一个而且只能有一个F型，其余应为S 型。（）

分数评卷人三、选择题：将正确答案的顺序号填入题后的括号内（共10

分，每小题1分）

1.设计压力为

2.5MPa的容器属于。

（）

A．低压容器 B. 中压容器 C.高压容器 D. 超高压容器

2.钢材的强度随温度的升高而，韧性和塑性随温度的降低

而。（）

A．下降，升高 B．下降，下降 C．升高，下降 D．升高，升高

3.不锈钢材料0Cr18Ni9牌号中的“0”表示其含碳量低于。

（）

A．百分之一 B. 千分之一 C. 万分之一 D. 万分之三

4.对于低温容器，设计选材时应特别注意材料的。

（）

A．低温强度 B. 低温刚度 C. 低温硬度 D. 低温

5.直径为D，过渡圆弧半径为r的碟形封头过渡圆弧与直边交点处

过渡圆弧上的第一、第二曲率半径分别是：

（）

A. ρ1=r，ρ2=D/2

B. ρ1=D/2，ρ2=r

C. ρ1=∞，ρ2= D/2

D. ρ1=∞，ρ2=r

6.从受力角度考虑，椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球

面封头四种凸形封头中，的受力情况最好。

（）

A．椭圆形封头 B. 碟形封头 C. 半球形封头 D. 折边球面封头

7.低碳钢拉伸试验的整个过程，按顺序大致可分为如下四个阶段。

（）

A. 弹性阶段、强化阶段、屈服阶段和颈缩阶段

B. 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段

C. 弹性阶段、颈缩阶段、强化阶段和屈服阶段

D. 屈服阶段、弹性阶段、强化阶段和颈缩阶段

8.球壳上的开孔，开孔系数ρ，δnt/δn，应力集中系数K

越大。（）

A．越大，越大 B．越大，越小 C．越小，越小 D．越小，

9.无缝钢管的公称直径指的是管子的。

（）

A．内径 B. 外径 C. 中径 D. 其他10.设计中选用标准法兰的压力等级时，除考虑法兰的类型、材

料、最高工作压力外，还应考虑法兰的：（）

A．公称直径 B. 密封面型式 C. 垫片种类 D. 工作温度

四、简答题：（共10分，每小题5分）

1、简述压力容器焊焊接接头系数的选取。

2、为了保证构件在外力作用下安全工作，其必须满足哪三方面的要

求？

五、计算题：（共20分，每小题10分）

1.有一盛装液体介质的圆筒形容器通过耳式支座悬挂在支架上，如

下图所示。筒体直径D=2000mm，壁厚δ=5mm（不包括厚度附加量），容器内液面高度H=2000mm，液体的密度ρ＝700kg/m3，液面上方压力为p= 0.1MPa。试求：

（1）支座下方筒体截面1-1处的环向应力和经向应力；

（2）筒体上的最大薄膜应力。

2.

设计压力为 2.0MPa，设计温度为150

16MnR。筒体纵焊缝采用双面对接焊，100

计筒体和封头的壁厚。（16MnR当t≤150

16MnR钢板的负偏差C1=0.25mm，腐蚀余量取C2=1mm，不考虑液柱

静压力。