化工设备机械基础习题及答案
化工设备机械基础课后习题答案(较完整版)第二版赵军张红忱段正红主编来自西大
C
0
P· 6000－FAY· 8000 － FFE· 3000· sin45°=0 2 2 KN FFE= 3
M
A
0
Y 0
6
FAY+FCY+FFEsin45°－P=0
FCY= 1 K N
联立得 FAY=FBY=1/2P=1/2KN
X 0
FAX－FFEsin45°=0
2 KN FAX= 3
第一章 习题讲解 1-1 两球自重为G1和G2,以绳悬挂如图1-33试 画；①小球②大球③两球合在一起的受力图。
FA FBA FAB FB
FA
FB
1-4 棘轮装置如图1-36所示。通过绳子悬挂重量为G的物体，AB为 棘轮的止推爪，B处为平面铰链。试画出棘轮的受力图。
SA′ Y0 X0 G0
G
1-5 塔器竖起的过程如图1-37所示。下断搁 在基础上，在C处系以钢绳并用绞盘拉住，上 端在B处系以钢绳通过定滑轮D连接到卷扬机 E。设塔重为G，试画出塔器的受力图。
解 1、内力计算 用截面法分别计算左段和右段的内力并作杆 的轴力图（b） 得 F左 =4kN（拉） F右 =4kN（拉）
左段：
3 2 F L 4 1 08 0 1 0 5 左 左 L 5 . 0 9 5 5 1 0 （ m ） 左 E A 9 4 左2 0 0 1 0 4 1 0 4
3 F 4 1 0 右 3 . 1 8 M P a 右 A 2 4 右 4 1 0 4
2、各段变形的计算左、右两段的轴力为F左 F右 ， 横截面面积A左、A右，长度L左，L右均不相同，变 力计算应力分别进行。
3、总变形计算
L L L 右 左
化工设备机械基础试题含答案
一、填空题（共4小题，每空1分，共计10分）1．已知杆件作用力如图示，F1=8kN ，F2=20kN ，F3=8kN ，F4=4kN ，则AC 段轴力为 8 kN ，CD 段轴力为 -12 kN ，DB 段轴力为 -4 kN 。
2．提高梁抗弯强度的主要措施有（1） 合理安排梁的受力情况；（2） 选用合理截面 ；（3） 采用变截面梁 。
3．长圆筒失稳后出现 2个 波，短圆筒失稳后出现 3个及以上 的波数。
4．开孔补强的设计原则是 等面积补强法 的设计原则和 塑性失效补强 的设计原则。
二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）1．左端固定的圆截面直杆受扭转力偶作用，如图1所示，杆中的最大扭矩|T max |为（ B ）m kN ⋅。
A ．6 B ． 7 C ．8 D ．92．简支梁受集中力作用，如图2所示，以下结论中（ C ）是错误的。
A ．AC 段，剪力表达式为 ()L Fbx Q =Ｂ．AC 段,弯矩表达式为x LFb x M =)(； Ｃ．CB 段，剪力表达式为 ()L Fa x Q = Ｄ．CB 段,弯矩表达式为)()(x L L Fa x M -=3．铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论哪一个是正确的？（ D ） A ．切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向； B ．切应力造成，破坏断面在横截面；C ．正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向；D ．正应力造成，破坏断面在横截面。
4．工作压力为10Mpa ，容积为2m 3的乙烯贮罐属于（ C ）。
A ．Ⅰ类容器B ．Ⅱ类容器C ．Ⅲ类容器D ．不上类 5．最终在图纸上标注的厚度为（ A ）。
A ．名义厚度B ．计算厚度C ．设计厚度D ．毛坯厚度 6．目前国内外广泛采用的中低压容器封头是（ D ）。
A ．锥形B ．蝶形C ．半球形D ．椭圆形 7．对于存储有毒介质的法兰密封面型式，一般不选用（ A ）。
化工设备机械基础试题库(附参考答案)
化工设备机械基础试题库（附参考答案）一、单选题（共10题，每题1分，共10分）1、设计一容器，已知计算厚度8.5mm,腐蚀裕量1Omnb钢板负偏差0.3mm,其筒体名义厚度6n=（）mmA、11B、9.8C、10D、9.5正确答案：C2、填料塔中安装在填料层的底部,作用是防止填料穿过其而落下、支承操作时填料层的重量、保证足够的开孔率、使气液两相能自由通过的是（）A、填料的支承装置B、填料C、液体分布器D、填料限位器正确答案：A3、设计一容器，若工作压力为2MPa,若容器顶部装有爆破片，则其计算压力PC=（）MPaoA、2.30B、3.00C、3.25D、3.50正确答案：D4、一内压容器，计算压力为0.85MPa,设计温度为50℃；圆筒内径Di=1200mm,对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质无毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K≤0.1mm∕a,设计寿命B=20年。
采用Q235-C作为圆筒材料，钢板厚度为3"16mm时，Q235-C的[o]t=120MPa,查GB/T3274,钢板为7.5~25mm时∖C1=0.8mmo则设计厚度为（）mm。
（注:计算结果小数点后保留两位）A、5.02B、7.02C、5.20D、6.205、有关TSG21《固定式压力容器安全技术监察规程》适用的压力说法正确的是：（）A、工作压力大于IMPaB、工作压力大于等于IMPaC、工作压力大于等于0.IMPaD、工作压力大于0.01MPa正确答案：C6、设计一容器，已知计算厚度8.5mm,腐蚀裕量1.0mm,钢板负偏差0.3mm,其筒体有效厚度δ=（）mmeA、9.8B、10C、9.5D、8.7正确答案：D7、直径较大的板式塔,为便于制造、安装、检修，可将塔盘板分成数块,通过（）送入塔内，装在焊于塔体内壁的塔盘支承件上。
A、接管B、检查孔C、手孔D、人孔正确答案：D8、填料塔中将液相加料及回流液均匀地分布到填料表面的是（）A、填料限位器B、填料的支承装置C、填料D、液体分布器正确答案：D9、常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（）A、直接接触式换热器B、间壁式换热器C、中间载热体式换热器D、蓄热式换热器10、球壳的中径D为60Omnb壁厚为8ι≡ι其第一曲率半径为（）mm°A、296B、300C、304D、8正确答案：B二、判断题（共90题，每题1分，共90分）1、浮头式换热器中两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头。
化工设备机械基础课后习题答案(较完整版)__第二版__赵军张红忱段正红主编__来自西大
MZ 0
[(T1 t1) 500 (T2 t2 ) sin 301500)] NBY 2000 0 NBY 4.125KN
MY 0
(T2 t2 ) sin 301500 NBZ 2000 0
NBZ 3.897KN
Z 0
N AZ NBZ (T2 t2 ) cos 30 0
14.8
螺栓应至少为16个
解 选取C为研究对象 1、如图所示，由平衡方程得
∑Fx=0 FAC Cos30o－FBCCos30o=0 ∑Fy=0 FAC Sin30o－F＋FBCSin30o =0 解得 FAC =FBC=F
2、许用应力为 杆AC的承载极限：
F1
σ AC
AAC
160 106
（3）作剪力图和弯矩图
Me M1
ql 2 2
0
FAy ql
ql 2 M1 2
（2）列剪力方程和弯矩方程
（3）作剪力图和弯矩图
FS (x)=ql qx (0< x< l)
M
(x)
M1
qx2 2
+FAy x
(0 x< l)
（2）列剪力方程和弯矩方程
FA
FB
3ql 2
0
FBl
3ql 2
3l 4
解b 使用截面法，沿截面1-1将杆分 成两段，取出右段并画出受力图（b）
用FN1表示左段对右段的作用， 由平衡方程∑Fx=0，得FN1 =F（拉）
同理，可以计算横截面2-2上的轴 力FN2，由截面2-2右段图（c）的平 衡方程Fx=0 ∑，得FN2= F（压）
同理，可以计算横截面3-3上的轴力 FN3，由截面3-3左段图（d）的平衡 方程∑Fx=0，得FN3=F（拉）
化工设备机械基础习题和答案
《化工设备机械基础》习题解答《化工设备机械基础》习题解答第一篇:化工设备材料第一章化工设备材料及其选择一.名词解释A 组:1. 蠕变:在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2. 延伸率:试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3. 弹性模数(E) :材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε，比例系数E 为弹性模数04. 硬度:金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5. 冲击功与冲击韧性:冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6. 泊桑比(口):拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
对于钢材，二o. 3 07. 耐腐蚀性:金属和合金对周围介质侵蚀(发生化学和电化学作用引起的破坏)的抵抗能力。
8. 抗氧化性:金属和合金抵抗被氧化的能力。
9. 屈服点:金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10. 抗拉强度:金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B 组:1. 镇静钢: 镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂Si，Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。
把FeO 中的氧还原出来，生成Si02 和A1203 0钢镀膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。
钢键上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。
2. 沸腾钢:沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn 脱氧，是脱氧不完全的钢。
其链模上小下大，浇注后钢液在键模中发生自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。
沸腾钢徒中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全键之中，因而内部结构疏松。
3. 半镇静钢:介于镇静钢和沸腾钢之间，链模也是上小下大，钢链内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。
4. 低碳钢:含碳量低于0.25% 的碳素钢。
化工设备机械基础习题及答案
化工设备机械基础习题及答案1. 机械基础习题1.1 简答题1.请简要描述机械的定义和作用。
2.什么是机械运动及其分类？3.机械工作过程中，为什么需要进行润滑？4.机械设备中常见的噪音是如何产生的？如何进行噪音控制？5.请简要介绍机械底盘的作用和构造。
6.什么是机械传动？请列举常见的机械传动方式。
7.请解释机械冷却的原理及常见的冷却方式。
1.2 计算题1.一个轴承的额定载荷为10 kN，轴承使用寿命为5000小时。
若该轴承在运行时的实际载荷为6 kN，求该轴承的计算寿命。
2.一台风机的输出功率为25 kW，风机的效率为80%，求该风机的输入功率。
3.一台离心压缩机的进气压力为0.1 MPa，进气温度为20℃，压缩比为4，求压缩机的排气温度。
4.一台柴油发动机的缸数为6，每缸的工作容积为400 mL，该发动机的压缩比为15，求该发动机的总工作容积。
5.一台减速器的输入转速为1500 rpm，输出转速为300 rpm，求减速器的传动比。
2. 机械基础答案2.1 简答题答案1.机械是一种能够将输入的能量转化为某种有用的效果或工作的装置。
它在工业生产中起到了非常重要的作用，用于完成各种生产工序，提高生产效率。
2.机械运动是指物体在空间中相对位置的变化。
根据轨迹的形状和运动规律的不同，机械运动可以分为直线运动、旋转运动、往复运动等几种类型。
3.在机械工作过程中，由于各零部件之间的摩擦、磨损，以及高速运动时的振动等因素，需要进行润滑来减少摩擦、降低磨损、降低噪音和冷却零部件。
4.机械设备中的噪音主要来自于机械零部件的振动和运动产生的声音。
噪音可以通过加装吸音材料、减少噪音源和隔音等措施来进行控制。
5.机械底盘是机械设备的一个重要组成部分，它起到了支撑、固定和保护机械设备的作用。
机械底盘一般由底座、支撑脚、固定螺栓等部件组成。
6.机械传动是指将动力源的动力通过传动装置传递到被驱动装置的过程。
常见的机械传动方式包括齿轮传动、链条传动、带传动等。
化工设备机械基础试题含答案
一、填空题（共4小题，每空1分，共计10分） 1．已知杆件作用力如图示，F1=8kN ，F2=20kN ，F3=8kN ，F4=4kN ，则AC 段轴力为 8 kN ，CD 段轴力为 -12 kN ，DB 段轴力为 -4 kN 。
2．提高梁抗弯强度的主要措施有（1） 合理安排梁的受力情况；（2） 选用合理截面 ；（3） 采用变截面梁 。
3．长圆筒失稳后出现 2个 波，短圆筒失稳后出现 3个及以上 的波数。
4．开孔补强的设计原则是 等面积补强法 的设计原则和 塑性失效补强 的设计原则。
二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）1．左端固定的圆截面直杆受扭转力偶作用，如图1所示，杆中的最大扭矩|T max |为（ B ）m kN ⋅。
A ．6B ． 7C ．8D ．92．简支梁受集中力作用，如图2所示，以下结论中（ C ）是错误的。
A ．AC 段，剪力表达式为 ()L Fb x Q = Ｂ．AC 段,弯矩表达式为x LFb x M =)(； Ｃ．CB 段，剪力表达式为 ()LFa x Q = Ｄ．CB 段,弯矩表达式为)()(x L L Fa x M -=3．铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论哪一个是正确的？（ D ）A ．切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向；B ．切应力造成，破坏断面在横截面；C ．正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向；D ．正应力造成，破坏断面在横截面。
4．工作压力为10Mpa ，容积为2m 3的乙烯贮罐属于（ C ）。
A ．Ⅰ类容器B ．Ⅱ类容器C ．Ⅲ类容器D ．不上类5．最终在图纸上标注的厚度为（ A ）。
A ．名义厚度B ．计算厚度C ．设计厚度D ．毛坯厚度6．目前国内外广泛采用的中低压容器封头是（ D ）。
A ．锥形B ．蝶形C ．半球形D ．椭圆形7．对于存储有毒介质的法兰密封面型式，一般不选用（ A ）。
化工设备机械基础例题、习题解答
1．画受力图时，一定要先取分离体，再画受力图。
取分离体实质上是暴露或显示物体间相互作用的一种方式，只有把施力体和受力体分离开来，才能将它们之间的机械作用以力代替。
另外，工程上所要的分析结构或机构一般很复杂，如果不取分离体来画受力图，往往分不清施力体和受力体，分不清内力和外力，容易出错。
因此，根据题目的要求，选定某个或某些刚体作为研究对象后，一定要画出分离体，在分离体上画出受力图，对此不应怕麻烦。
2．如何判别二力刚体。
在工程实际中遇到的二力刚体，有以下特点：（1）刚体不受任何主动力的作用（包括不计自重）；（2）刚体只受两个约束，而且每个约束都可用一个约束反力代替。
凡是满足以上两点的刚体，不论形状如何都为二力刚体。
3．光滑圆柱铰链连接是工程中各构件相互连接的主要形式，因此，认清光滑圆柱铰链的结构及其约束反力的方向特点是顺利进行受力分析的关键一环。
当一个光滑圆柱销钉与两个或两个以上带有相同孔径（其值略比销钉直径大）的构件呈光滑接触时，这种约束即为光滑圆柱铰链约束。
其约束的特点是能完全限制各被连接物体之间沿销钉径向的任何相对位移，而不能限制它们绕销钉轴向的任何相对转动，因此，各连接构件与销钉鞋之间的接触是销钉某条母线的光滑接触，其约束反力经过接触点并沿销钉的径向，被销钉连接的各构件间没有直接的相互作用，它们都分别只与销钉产生相互作用，根据同向平行力系必存在合力，任一被连构件与销钉之间可等效为一对作用与反作用力，且这对相互作用力的作用线必通过销钉中心。
由于接触的销钉母线的位置及其等效的约束反力的大小，都与被连构件的受力相关，故被连构件所受到的销钉约束反力的大小和方向都不能直接确定，通常用过销钉中心，且在销钉横截面内两已知方位的正交分量来表示，即把大小和方向这两个未知因素转化为两个方位已知而其代数值未知的两未知因素。
只有在某些特殊情况，如被连构件为二力刚体或三力平衡或力偶平衡或平行力系平衡时，销钉的约束反力的方向才可直接确定，此时只剩下约束反力的大小未知。
化工设备机械基础习题(含答案).
1. 图示结构,AB 杆为5号槽钢,许用应力[]MPa 1601=σ,BC 杆为2=bh 的矩形截面长杆, 截面尺寸mm h 100=,许用应力[]MPa 82=σ已知:承受的载荷KN P 128=。
(1校核结构的强度。
(2若要求两杆的应力都达到各自的许用应力, 两杆的截面尺寸应取多大?2. 圆孔拉刀的柄用销板和拉床拉头联接,最大拉销力P=136KN,尺寸:d=50㎜,t=12㎜,a=20㎜,b=60㎜。
销板的许用剪应力[τ]=120Mpa,许用挤压应力[σjy]=260Mpa,试校核销板的强度。
3. 图示一起重机及行车梁,梁由两根工字钢组成,起重机自重KN G 50=,起重量KN P 10=,若[]MP a 160=σ,[]MPa 100=τ,试选定工字钢的型号。
4.已知等截面轴输入与输出的功率如图所示,转速rmp n 15=。
[],40MPa =τ[]GPaG m 80,3.0== υ,试设计轴的直径。
1.解:(1求两杆的轴力03060=+ Cos S Cos S BC AB 代入数值得KN S AB 85.110=03060=--P Sin S Sin S BC BCKN S BC 64-=(与假设方向相反(2校核强度AB 杆:[]1231601093.61085.110σσ==⨯⨯==MPa A S AB AB AB AB 杆即可选用5号槽钢BC 杆:[]238.12501001064σσ>=⨯⨯==MPa A S BC BC BC 强度不够重新选截面:[]2322800081064mm S A BC =⨯=≥σ80002=⨯b b mm b 25.63= mm h 5.126=尺寸为27.124.6cm h b ⨯=⨯2.解:(1剪切强度M P a bt P A Q 4.94126021013623=⨯⨯⨯===τ<[]τ(2挤压强度[]jy jyjy MPa dt P σσ 7.2261250101363=⨯⨯==所以销板的强度足够。
化工设备机械基础习题及答案
化工设备机械基础习题及答案(总18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.化工厂安装塔设备时，分段起吊塔体如图所示。
设起吊重量G=10KN，求钢绳AB、BC及BD的受力大小。
设BC、BD与水平夹角为60℃。
2.桅杆式起重机由桅杆D、起重杆AB和钢丝BC用铰链A连接而组成。
P＝20KN，试求BC绳的拉力与铰链A的反力(AB杆重不计)。
3.起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P，设备重G=30KN，求水平力P及绳子拉力T。
4.悬臂式壁架支承设备重P(KN)，壁架自重不计，求固定端的反力。
5.化工厂的塔设备，塔旁悬挂一侧塔。
设沿塔高受风压q(N／m)，塔高H(m)，侧塔与主塔中心相距为e(m)，主塔重P1(KN)，侧塔重P2(KN)。
试求地面基础处的支座反力。
6.梯子由AB与AC两部分在A处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光滑面上。
在AC上作用有一垂直力P。
如不计梯子自重，当P＝600N ，=75℃，h=3m，a＝2m时，求绳的拉力的大小。
.7试用截面法求各杆件所标出的横截面上的内力和应力。
杆的横截面面积A为250mm2，P=10KN。
8.一根直径d=3mm，长L=3m的圆截面杆，承受轴向拉力P=30KN，其伸长为ΔL=。
试求此杆横截面上的应力与此材料的弹性模量E。
参考答案9.一根钢杆，其弹性模量E=×105MPa，比例极限p=210MPa；在轴向拉力P作用下，纵向线应变=。
求此时杆横截面上的正应力。
如果加大拉力P，使杆件的纵向线应变增加到=，问此时杆横截面上的正应力能否由虎克定律确定，为什么10.两块Q235-A钢板用E4301焊条对焊起来作为拉杆，b=60mm，=10mm。
已知钢板的许用应力[]=160MPa，对接焊缝许用应力[]＝128MPa，拉力P=60KN。
试校核其强度。
11.已知反应釜端盖上受气体内压力及垫圈上压紧力的合力为400KN，其法兰联接选用Q235-A钢制M24的螺栓，螺栓的许用应力[]=54MPa，由螺纹标准查出M24螺栓的根径d=，试计算需要多少个螺栓(螺栓是沿圆周均匀分布，螺栓数应取4的倍数)。
化工设备机械基础试卷及答案
工艺1215 成绩一、选择题（2＊10）1.填料塔里由于容易产生壁流现象，所以需要（）将液体重新分布。
A、喷淋装置B、液体再分布器C、栅板D、支撑装置2.根据塔设备内件的不同可将其分为板式塔和填料塔，下列零部件板式塔和填料塔都有的是（）A、泡罩B、裙座C、栅板D、液体分布器3.工业生产上最早出现的典型板式塔，其结构复杂，造价较高，安装维修麻烦，气相压力降较大而逐渐被其他新的塔形取代的是（）。
A 泡罩塔B 浮阀塔C 筛板塔D 填料塔4.填料塔中传质与传热的主要场所是（）A 、填料B 、喷淋装置C、栅板D、人孔5.轴与轴上零件的主要连接方式是（）A、法兰连接B、承插连接C、焊接D、键连接6.利用阀前后介质的压力差而自动启闭，控制介质单向流动的阀门是（）A、蝶阀B、节流阀C、止回阀D、旋塞阀7.将管子连接成管路的零件我们称为管件，下列管件可用于封闭管道的是（）。
A、等径四通B、等径三通C、堵头D、弯头8.在常用阀门中，用于防止超压保护设备的阀门是（）A.节流阀B.截止阀C.安全阀D.旋塞阀9.管式加热炉中（）是进行热交换的主要场所，其热负荷约占全炉的70%-80%的，也是全炉最重要的部位。
A.、辐射室B.、对流室C.、余热回收系统D.、通风系统10.（）是一种将液体或固体悬浮物，从一处输送到另一处或从低压腔体输送到高压腔体的机器。
A、泵B、压缩机C、离心机D、风机二、填空题（1＊40）1、列管式换热器不存在温差应力的有、、和。
2、常见填料的种类有、、、等。
3、两齿轮能正确啮合的条件是。
4、管道常用的连接方式有和5、溢流装置由分组成。
6、反应釜的传热装置有7、搅拌器有、等形式。
8、管式加热炉按外形分类可分、。
9、螺纹连接的基本类型有、10、齿轮失效形式有、11、机械将物料粉碎的方法主、、12.、列出三种破碎机的名称三、简答题1.折流板有何作用？它可分2.画出往复泵工作原理图，程。
（15）3.画出板式塔结构简图，标四、计算题（10）已知一对标准圆柱直齿轮齿数1z=20，试确定这对齿轮的答案一、选择题1.B 5. D二、填空题1.浮头式填料函2.拉西环鲍尔环3.模数相同齿形4.法兰连接螺纹连接焊接承插连接5.流堰降液管受液盘6.蛇管式夹套式7.桨式锚式框式推进式（涡轮式）8.箱式炉立式炉圆管炉（大型方炉）9.螺栓连接双头螺柱连接螺钉连接紧定螺钉连接10.齿面磨损齿面点饰齿面胶合轮齿折断11.挤压破碎弯曲破碎冲击破碎磨碎12.旋回破碎机辊式破碎机球磨机三、简答题1.折流板有两个作用，一是支承管子，二是增加流体的湍流程度，提高换热效果。
化工设备机械基础试题含答案
一、填空题（共4小题，每空1分，共计10分） 1．已知杆件作用力如图示，F1=8kN ，F2=20kN ，F3=8kN ，F4=4kN ，则AC 段轴力为 8 kN ，CD 段轴力为 -12 kN ，DB 段轴力为 -4 kN 。
2．提高梁抗弯强度的主要措施有（1） 合理安排梁的受力情况；（2） 选用合理截面 ；（3） 采用变截面梁 。
3．长圆筒失稳后出现 2个 波，短圆筒失稳后出现 3个及以上 的波数。
4．开孔补强的设计原则是 等面积补强法 的设计原则和 塑性失效补强 的设计原则。
二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）1．左端固定的圆截面直杆受扭转力偶作用，如图1所示，杆中的最大扭矩|T max |为（ B ）m kN ⋅。
A ．6B ． 7C ．8D ．92．简支梁受集中力作用，如图2所示，以下结论中（ C ）是错误的。
A ．AC 段，剪力表达式为 ()L Fb x Q = Ｂ．AC 段,弯矩表达式为x LFb x M =)(； Ｃ．CB 段，剪力表达式为 ()LFa x Q = Ｄ．CB 段,弯矩表达式为)()(x L L Fa x M -=3．铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论哪一个是正确的？（ D ）A ．切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向；B ．切应力造成，破坏断面在横截面；C ．正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向；D ．正应力造成，破坏断面在横截面。
4．工作压力为10Mpa ，容积为2m 3的乙烯贮罐属于（ C ）。
A ．Ⅰ类容器B ．Ⅱ类容器C ．Ⅲ类容器D ．不上类5．最终在图纸上标注的厚度为（ A ）。
A ．名义厚度B ．计算厚度C ．设计厚度D ．毛坯厚度6．目前国内外广泛采用的中低压容器封头是（ D ）。
A ．锥形B ．蝶形C ．半球形D ．椭圆形7．对于存储有毒介质的法兰密封面型式，一般不选用（ A ）。
化工设备机械基础习题和答案
学而不思则惘，思而不学则殆《化工设备机械基础》习题解答学而不思则惘，思而不学则殆《化工设备机械基础》习题解答第一篇:化工设备材料第一章化工设备材料及其选择一.名词解释A 组:1. 蠕变:在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2. 延伸率:试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3. 弹性模数(E) :材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε，比例系数E 为弹性模数04. 硬度:金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5. 冲击功与冲击韧性:冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6. 泊桑比(口):拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
对于钢材，二o. 3 07. 耐腐蚀性:金属和合金对周围介质侵蚀(发生化学和电化学作用引起的破坏)的抵抗能力。
8. 抗氧化性:金属和合金抵抗被氧化的能力。
9. 屈服点:金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10. 抗拉强度:金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B 组:1. 镇静钢: 镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂Si，Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。
把FeO 中的氧还原出来，生成Si02 和A1203 0钢镀膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。
钢键上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。
2. 沸腾钢:沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn 脱氧，是脱氧不完全的钢。
其链模上小下大，浇注后钢液在键模中发生自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。
沸腾钢徒中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全键之中，因而内部结构疏松。
3. 半镇静钢:介于镇静钢和沸腾钢之间，链模也是上小下大，钢链内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。
化工设备机械基础习题(含答案)
1. 图示结构，AB 杆为5号槽钢，许用应力[]MPa 1601=σ，BC 杆为2=bh的矩形截面长杆， 截面尺寸mm h 100=，许用应力[]MPa 82=σ已知：承受的载荷KNP 128=。
（1）校核结构的强度。
（2）若要求两杆的应力都达到各自的许用应力， 两杆的截面尺寸应取多大？1.解：（1）求两杆的轴力03060=+Cos S Cos S BC AB 代入数值得KNS AB 85.110=03060=--P Sin S Sin S BC BCKN S BC 64-=（与假设方向相反）（2）校核强度 AB 杆：[]1231601093.61085.110σσ==⨯⨯==MPa A S AB AB ABAB 杆即可选用5号槽钢BC 杆：[]238.12501001064σσ>=⨯⨯==MPa A S BC BC BC强度不够 重新选截面：[]2322800081064mm S A BC=⨯=≥σ80002=⨯b b mm b 25.63= mm h 5.126=尺寸为2. 圆孔拉刀的柄用销板和拉床拉头联接，最大拉销力P=136KN ，尺寸：d=50㎜，t=12㎜，a=20㎜，b=60㎜。
销板的许用剪应力[τ]=120Mpa ，许用挤压应力[σjy ]=260Mpa ， 试校核销板的强度。
2.解：（1）剪切强度M P a bt PA Q 4.94126021013623=⨯⨯⨯===τ＜[]τ（2）挤压强度[]jy jyjyMPa dt P σσ 7.2261250101363=⨯⨯==所以销板的强度足够。
3. 图示一起重机及行车梁，梁由两根工字钢组成，起重机自重KNG 50=，起重量KN P 10=，若[]MPa 160=σ，[]MPa 100=τ，试选定工字钢的型号。
3.解：（1）确定起重机的两个轮子作用给梁的载荷F C 和F D 由起重机的受力平衡关系可求得：0=∑CM052=--G P F DKN F D 50250105=+⨯=KNF C 105060=-=（2）确定梁内的最大弯矩M max由于起重机在梁上行走，作用在梁上的是两个移动的集中载荷。
化工设备机械基础习题及答案
1. 化工厂安装塔设备时，分段起吊塔体如图所示。
设起吊重量G=10KN，求钢绳AB、BC及BD的受力大小。
设BC、BD与水平夹角为60℃。
2. 桅杆式起重机由桅杆D、起重杆AB和钢丝BC用铰链A连接而组成。
P＝20KN，试求BC绳的拉力与铰链A的反力(AB杆重不计)。
3. 起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P，设备重G=30KN，求水平力P及绳子拉力T。
4. 悬臂式壁架支承设备重P(KN)，壁架自重不计，求固定端的反力。
5. 化工厂的塔设备，塔旁悬挂一侧塔。
设沿塔高受风压q(N／m)，塔高H(m)，侧塔与主塔中心相距为e(m)，主塔重P1(KN)，侧塔重P2(KN)。
试求地面基础处的支座反力。
6. 梯子由AB与AC两部分在A处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光滑面上。
在AC上作用有一垂直力P。
如不计梯子自重，当P＝600N，α=75℃，h=3m，a＝2m时，求绳的拉力的大小。
.7 试用截面法求各杆件所标出的横截面上的内力和应力。
杆的横截面面积A为250mm2，P=10KN。
8. 一根直径d=3mm，长L=3m的圆截面杆，承受轴向拉力P=30KN，其伸长为ΔL=2.2mm。
试求此杆横截面上的应力与此材料的弹性模量E。
参考答案9. 一根钢杆，其弹性模量E=2.1×105MPa，比例极限σp=210MPa；在轴向拉力P作用下，纵向线应变ε=0.001。
求此时杆横截面上的正应力。
如果加大拉力P，使杆件的纵向线应变增加到ε=0.01，问此时杆横截面上的正应力能否由虎克定律确定，为什么？10. 两块Q235-A钢板用E4301焊条对焊起来作为拉杆，b=60mm，δ=10mm。
已知钢板的许用应力[σ]=160MPa，对接焊缝许用应力[σ]＝128MPa，拉力P=60KN。
(完整版)化工设备机械基础习题及答案
1. 化工厂安装塔设备时，分段起吊塔体如图所示。
设起吊重量G=10KN，求钢绳AB、BC及BD的受力大小。
设BC、BD与水平夹角为60℃。
2. 桅杆式起重机由桅杆D、起重杆AB和钢丝BC用铰链A连接而组成。
P＝20KN，试求BC绳的拉力与铰链A的反力(AB杆重不计)。
3. 起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P，设备重G=30KN，求水平力P及绳子拉力T。
4. 悬臂式壁架支承设备重P(KN)，壁架自重不计，求固定端的反力。
5. 化工厂的塔设备，塔旁悬挂一侧塔。
设沿塔高受风压q(N／m)，塔高H(m)，侧塔与主塔中心相距为e(m)，主塔重P1(KN)，侧塔重P2(KN)。
试求地面基础处的支座反力。
6. 梯子由AB与AC两部分在A处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光滑面上。
在AC上作用有一垂直力P。
如不计梯子自重，当P＝600N，α=75℃，h=3m，a＝2m时，求绳的拉力的大小。
.7 试用截面法求各杆件所标出的横截面上的内力和应力。
杆的横截面面积A为250mm2，P=10KN。
8. 一根直径d=3mm，长L=3m的圆截面杆，承受轴向拉力P=30KN，其伸长为ΔL=2.2mm。
试求此杆横截面上的应力与此材料的弹性模量E。
参考答案9. 一根钢杆，其弹性模量E=2.1×105MPa，比例极限σp=210MPa；在轴向拉力P作用下，纵向线应变ε=0.001。
求此时杆横截面上的正应力。
如果加大拉力P，使杆件的纵向线应变增加到ε=0.01，问此时杆横截面上的正应力能否由虎克定律确定，为什么？10. 两块Q235-A钢板用E4301焊条对焊起来作为拉杆，b=60mm，δ=10mm。
已知钢板的许用应力[σ]=160MPa，对接焊缝许用应力[σ]＝128MPa，拉力P=60KN。
试校核其强度。
11. 已知反应釜端盖上受气体内压力及垫圈上压紧力的合力为400KN，其法兰联接选用Q235-A钢制M24的螺栓，螺栓的许用应力[σ]=54MPa，由螺纹标准查出M24螺栓的根径d=20.7mm，试计算需要多少个螺栓(螺栓是沿圆周均匀分布，螺栓数应取4的倍数)。
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1. 化工厂安装塔设备时，分段起吊塔体如图所示。
设起吊重量G=10KN，求钢绳AB、BC及BD的受力大小。
设BC、BD与水平夹角为60℃。
2. 桅杆式起重机由桅杆D、起重杆AB和钢丝BC用铰链A连接而组成。
P＝20KN，试求BC绳的拉力与铰链A的反力(AB杆重不计)。
3. 起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P，设备重G=30KN，求水平力P及绳子拉力T。
4. 悬臂式壁架支承设备重P(KN)，壁架自重不计，求固定端的反力。
5. 化工厂的塔设备，塔旁悬挂一侧塔。
设沿塔高受风压q(N／m)，塔高H(m)，侧塔与主塔中心相距为e(m)，主塔重P1(KN)，侧塔重P2(KN)。
试求地面基础处的支座反力。
6. 梯子由AB与AC两部分在A处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光滑面上。
在AC上作用有一垂直力P。
如不计梯子自重，当P＝600N，α=75℃，h=3m，a＝2m时，求绳的拉力的大小。
.7 试用截面法求各杆件所标出的横截面上的内力和应力。
杆的横截面面积A为250mm2，P=10KN。
8. 一根直径d=3mm，长L=3m的圆截面杆，承受轴向拉力P=30KN，其伸长为ΔL=2.2mm。
试求此杆横截面上的应力与此材料的弹性模量E。
参考答案9. 一根钢杆，其弹性模量E=2.1×105MPa，比例极限σp=210MPa；在轴向拉力P作用下，纵向线应变ε=0.001。
求此时杆横截面上的正应力。
如果加大拉力P，使杆件的纵向线应变增加到ε=0.01，问此时杆横截面上的正应力能否由虎克定律确定，为什么？10. 两块Q235-A钢板用E4301焊条对焊起来作为拉杆，b=60mm，δ=10mm。
已知钢板的许用应力[σ]=160MPa，对接焊缝许用应力[σ]＝128MPa，拉力P=60KN。
试校核其强度。
11. 已知反应釜端盖上受气体内压力及垫圈上压紧力的合力为400KN，其法兰联接选用Q235-A钢制M24的螺栓，螺栓的许用应力[σ]=54MPa，由螺纹标准查出M24螺栓的根径d=20.7mm，试计算需要多少个螺栓(螺栓是沿圆周均匀分布，螺栓数应取4的倍数)。
12. 简易支架可简化为图示的铰接三角形支架ABC。
AB为圆钢杆，许用应力[σ]=140MPa；BC为方木杆，许用应力[σ]=50MPa。
若载荷P=40KN，试求两杆的横截面尺寸。
13. 某设备的油缸，缸内工作压力P=2MPa，油缸内径D=75mm，活塞杆直径d=18mm，已知活塞杆的[σ]=50MPa，试校核活塞杆的强度。
参考答案1-13．解：横截面上的应力：MP a因为：MP a，所以该活塞杆的强度不够。
14. 一卧式容器，支承在支座A和B上，容器总重G=500KN，作用于中点，两支座A、B的垫板之截面均为长方形，边长a:b为1:4，若支座下的基础的许用应力[σ]=1MPa，试求垫板截面所需的尺寸。
15. 试列出图示各梁的弯矩方程，并画弯矩图，求出M max。
16. 一卧式贮耀，内径为φ1600mm，壁厚20mm，封头高H=450mm；支座位置如图，L=8000mm，a=1000mm。
内贮液体，包括贮罐自重在内，可简化为单位长度上的均布载荷q=28N／mm 简化图如(b)。
求罐体上的最大弯矩和弯曲应力。
[σ]=120MPa。
问工字梁的强度是否足够。
18. 分馏塔高H=20m，塔内径为φ1000mm，壁厚6mm，塔与基础的固定方式可视为固端,作用在=600N/m。
求风力引起的最大弯曲应力。
塔体上的风载荷分两段计算，q1=420N/m,q2。
试校核该轴的强度。
直径d=50mm，材料的弯曲许用应力[σ]=120MPaII-II截面的尺寸。
杆的材料的许用应力[σ]=150MPa。
试设计I-I及21. 横梁设计为矩形截面h/b＝3∶1，许用应力[σ]=160MPa，求此梁的最大挠度和最大转角。
钢材的弹性模量E=2.0×105MPa。
图中P=20KN,q=10KN/m，l=4m。
参考答案22. 销钉联接，已知P=18KN，板厚t1=8mm，t2=5mm，销钉与板的材料相同，许用剪应力[τ]=60MPa，许用挤压应力[σjy]=200MPa，销钉直径d=16mm，试校核销钉强度。
23. 齿轮与轴用平键联结，已知轴直径d=70mm，键的尺寸b×h×l=20×12×100（mm），传递的力偶矩m=2KN·m，键材料的许用应力[τ]=80MPa，[σjy]=200MPa，试校核健的强度。
24. 已知圆轴输入功率N A=50KW，输出功率N C=30KW，N B=20KW。
轴的转速n＝100转／分，[τ]=40MPa，[φ]＝0.5°／m，G=8.0×104MPa。
设计轴的直径d.参考答案1-24 解：销钉所受的的最大剪应力为：MP a销钉所受的的最大挤压应力为：MP a25. 某搅拌轴材质为45号钢，其许用应力[τ]=31MPa，轴的n＝20r/min，传递功率为N=5KW。
试求此实心轴的直径。
26. 某化工厂的螺旋输送机，输入功率为7．2KW。
现拟用外径D=50mm、内径d=40mm的热轧无缝钢管做螺旋的轴，轴的转速n＝150r/min，材料的扭转许用剪应力[τ]=50MPa，问强度是否足够?27. 某反应器的搅拌轴由功率N=6KW的电动机带动，轴的转速n＝40r/min，由φ89×10(外径89mm，壁厚10mm)制成，材料的许用剪应力[τ]=50MPa。
试校核电动机输出额定功率时轴的强度。
28. 一带有框式搅拌桨叶的主轴，其受力情况如图所示。
搅拌轴由电动机经过减速箱及圆锥齿轮带动。
已知电动机的功率为2.8KW，机械传动的效率为85%，搅拌轴的转速为5r/min，轴的直径为d=75mm，轴的材料为45号钢，许用剪应力为[τ]=60MPa。
试校核轴的强度。
29. 试求图示单元体内主应力的大小及方向，并在它们的中间绘出仅受主应力作用的单元体。
30 . 试求图示各单元体内主应力的大小及方向，并在它们中间绘出仅受主应力作用的单元体。
参考答案1-30（c）解：主应力为：MP aMP a受主应力作用的单元体如下图中的蓝色线条所表示的：31.链环由直径d=20mm的圆钢制成，距离a=50mm。
钢材的许用应力[σ]=100MPa。
如果图示链环有缺口，其许可拉力P为多大？如果将缺口焊好，则其许可拉力P'为多大？32.手摇铰车如图所示。
轴的直径d=30mm，材料为Q235钢，[σ]=80MPa。
试按第三强度理论求铰车的最大起重量P。
33 . 电动机的功率为9KW，转速为715r/min，皮带轮直径D=250mm，主轴外伸部分l=120mm，主轴直径d=40mm。
若[σ]=60MPa，试用第三和第四强度理论来校核主轴的强度。
34 . 千斤顶的螺杆由Q235-A钢制成，内径d1=32mm，最大升高l=30mm。
若起重量P=50KN，两端支座看成上端自由、下端固定，许用应力[σ]=160MPa，用折减系数法校合其稳定性。
35 . 铸铁管外径D=200mm，内径d=120mm，长l=3000mm，两端看成铰链支座。
铸铁的许用应力[σ]=80MPa。
求此管最大许可压力。
习题参考答案1.2.3.4.5.6.8.9.不能用虎克定律计算横截面上的正应力，因为此时应力已远远超出弹性范围。
10.故，强度足够。
11.12.14.15.(a) (b)(c) (d)(e) (f)(g) (h)(i) (j)(k) (l)(m) (n)16.17.18.19.所以，强度不够20.21.22.抗剪:抗挤:24. 销钉所受的的最大剪应力为：MP a 销钉所受的的最大挤压应力为：MP a25.26.强度足够27.轴的外径:强度足够28.强度足够29. 计算主应力和方向的公式为：将(a)(b)(c)各题带入得：(a)(b)(c)30.主应力为：MP aMP a受主应力作用的单元体如下图中的蓝色线条所表示的：31A点受弯矩和力的组合作用其中，，，代入上式得：32 .本题为拉扭组合最大剪应力在圆轴的外圆周上：最大的拉应力作用在轴的上下边缘处：第三强度理论：33.第三强度理论：第四强度理论：.所以，千斤顶稳定35.需用的最大压力为：。