化工设备机械基础试卷附答案

题号

-一一-二二-三四总分

总分10 20 10 60 100

得分

一、填空题（共4小题，每空1分，共计10分）

1.一阶梯杆如图所示， AB段横截面面积为：Ai=100mrH BC段横截面面积为 A=180mm贝U AB段杆横截面上的

正应力为 _80_Mpa , BC段杆横截面上的正应力为 _83.3_Mpa 。

2 •当圆截面梁的直径增加一倍时，梁的强度是原梁的_8 _______ 倍。

3 •低碳钢拉伸过程中可分为 _弹性阶段_、_屈服阶段_、—强化阶段_和局部变形阶段。

4 •边缘应力的特性主要为 _局部性_、_自限性_。

5.如图所示回转薄壳，中心线为回转轴，A点的第一曲率半径是 _R _____________ ，第二曲率半径是

二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）题5图

1•直杆受扭转力偶作用，如图1所示，在截面1-1和2-2处的扭矩为（B ）。

A. T =25 kN m ; T2 =5kN m ;

B. T1 =25 kN m ; T2 =- 5 kN m ;

C. T1 =35kN m ; T2 =- 5kN m ；

D. T1 =- 25 kN m ; T2 =5 kN m。

2 .简支梁受集中力偶Mo作用，如图2所示。以下结论错误的是（ C ）。

A. b =0时，弯矩图为三角形；

B. a =0时，弯矩图为三角形；

C.无论C在何处，最大弯矩必为Mo D .无论C在何处，最大弯矩总在 C处。

3 .截面上内力的大小：（C ）。

A.与截面的尺寸和形状有关；

B.与截面的尺寸有关，但与截面的形状无关；

C.与截面的尺寸和形状无关；

D.与截面的尺寸无关，但与截面的形状有关。

4 .下列常用压力容器封头，根据受力情况，从好到差依次排列次序为（ B ）。

A.椭圆形、半球形、碟形、锥形、平盖； B .半球形、椭圆形、碟形、锥形、平盖；

C.半球形、碟形、椭圆形、、锥形、平盖 D .碟形、半球形、椭圆形、、锥形、平盖

5.对于铁基合金，其屈服点随着温度的升高而（ C ）。

A.升高 B .不变 C .降低 D .未知数

6 .当焊接接头结构形式一定时，焊接接头系数随着检测比率的增加而（ A ）。

A.增大 B .减小 C .不变 D .不能确定

7 .工程上把3 /D i>( A ）的圆筒称为厚壁圆筒。

A. 0.1 B .0.2 C . 1.0 D .2

题2图

8 •下列不属于立式容器的支座的是（ C ）。

A.腿式支座 B .耳式支座C .鞍式支座 D .裙式支座

9 .根据工程上失稳破坏的情况，不属于外压圆筒类型的是（ B ）。

A.长圆筒B .薄壁圆筒 C .短圆筒 D .刚性圆筒

10.为提高外压圆筒承载能力，通常较为合理的方法是（ D ）。

A.增加壁厚 B .改用强度较高的材料 C .改善工作环境 D .设置加强圈

三、是非题（共10小题，每题1分，共计10分）

1.作用在一个平面上的三力如果平衡，则三力的作用线必相交于一点。（V）

2 .材料力学对变形固体作了连续性假设、均匀性假设、各项同性假设、小变形假设。（V）

3 .安排梁的受力情况，对提高梁的弯曲强度影响不大。（X）

4 .金属在交变载荷作用下容易发生疲劳现象。（V）

5.《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川类，其中川类容器破坏时造成

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。（V）

6 .气密性试验应在液压试验合格前进行。（X）

7. 对夹套式反应釜的夹套进行压力试验时，应先校核夹套试验压力下内筒与下封头的稳定性。（V）

8. 对于压力容器来说，从安全的角度考虑，必须进行液压试验、气压试验和气密性试验。（X）

9 .假定外压长圆筒和短圆筒的材质绝对理想，制造的精度绝对保证，则在任何大的外压下也不会发生弹性失

稳。（X）

10.带传动可以缓冲冲击和吸收振动，同时可以起到过载保护的作用。（V）

四、分析、计算题（共60分）

1.一种车载式起重机，车重 G1= 26 kN，起重机伸臂重 G2 = 4.5 kN，起重机的旋转与固定部分共重G3 = 31 kN。尺寸如图所示。设伸臂在起重机对称面内，且放在图示位置，试求车子不致翻倒的

最大起吊重量 Gmax （7分）

解：（1 ）取汽车受力分析如图。

（2）列平衡方程

二Fy-0, F A F B-G-G^-G2~G3

、M B F =0, （1 分）

即: -G(2.5 m 3 m) —G2 2.5 m G 2 m—F A(1.8 m 2 m) =0 (1 分)

(3 )联立求解

1

F A页26-2.56-5.56 (1分)

（4）不翻倒的条件是：FA> 0,所以由上式可得

1

G 2G -2.5G2 1=7.5 kN （1 分）

5.5

故最大起吊重量为 GaF 7.5kN （1分）

2 .变截面直杆受力如图，已知A1=500mmA2=300mm>0.1m,E=200GPa,试计算杆件变形。（8分）

解：（1）画轴力图（2分）求各段轴力Array

F AB=-35kN （1 分）

F B C=27kN （1 分）

F C D=27kN （1 分）

（2 ）计算变形

△ l A A B 'A Be ' △C D（ i 分）

F AB I F BC

EA i EA

i

.F CD I

EA2（1 分）

2 3 3 3 10 35 10 27 10 27 10、

（） 200 103 500 500

300

2ljsr

X

e

G

102 64

200 103

= 3.2 10J mm =0.032mm （1 分）

3 .图示传动轴, n=300r/min，输入力矩M C=955 N - m,输出M A=159.2 N - m,M B=318.3 N- mM D=477.5N • m 已知G=80GPa [ .]=40MPa,[节=1 /m,试按强度和刚度准则设计轴的直径。（10分）

解：（1）求各段轴上的扭矩（扭矩图中体现扭矩大小可给分）

AB段：T1= -M A =-159.2N • m（ 1 分）

BC段：T2= -M A- MB=-477.5N • m（ 1 分）

CD段：T2= M D=477.5N• m （1 分）

（2）画轴的扭矩图（1分）（3 ）按强度设计轴径d

由强度准则

1

「1

4 5kN in

pTx -1592kNniL®

T max T max

甘WT面心

（2 分）

3 T max =3 477.5 103 :0.2 [ J 0.2 40 =39.1mm

（1 分）

（4 ）按刚度设计轴径d

由刚度准则=max

max

T max 180

G 0.1d ■:

（1分）

= 43mm （1 分）

4 T max 180

,G 0.1 二 [可

477.5 103 180 80 103 0.1：：「：1 10

所以，轴取公称直径d=45mm （1分）

4 .图示外伸梁，F=500N, l=1m,材料[o]=100MPa。若梁采用矩形截面，截面尺寸b x h=20X 40mr^请讨论将梁竖放好还是平放好？试分别校核梁的强度。（9分）

解：（1）画梁的弯矩图求最大弯矩。（3分）

截面竖放时: