【免费下载】化工设备机械基础试卷附答案

题1

图

题5图

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：A 1=100mm 2，BC 段横截面面积为A 2=180mm 2，则

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

R+a/sin θ（或AK 2） 。

二、选择题（共10小题，每题2分，共计20分）

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 1 =25 ；T 2 =5； Ｂ．T 1 =25；T 2 =－5；m kN ⋅m kN ⋅m kN ⋅m kN ⋅Ｃ．T 1 =35；T 2 =－5； Ｄ．T 1 =－25；T 2 =5。 m kN ⋅m kN ⋅m kN ⋅m kN ⋅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δ/D i ＞（ A ）的圆筒称为厚壁圆筒。A ．0.1 B ．0.2 C ．1.0 D ．2

题号

一二三

四总分总分10

20

10

60

100

得分

题1图

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。（√）

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。（√）3．安排梁的受力情况，对提高梁的弯曲强度影响不大。（×）4．金属在交变载荷作用下容易发生疲劳现象。（√）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Ⅲ类，其中Ⅲ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。（√）6．气密性试验应在液压试验合格前进行。（×）

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。 （√）

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。（×）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。（×）

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。（√）

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

(2分)

0,y

F

=∑A B 1230F F G G G G +----= (1分)()0B

M =∑F ，

即：（1分）21(2.5 m 3 m) 2.5 m 2 m (1.8 m 2 m)0A G G G F -+-⨯+⨯-+=（3）联立求解

（1分）()A 121

2 2.5 5.53.8

F G G G =

--（4）不翻倒的条件是：FA ≥0，所以由上式可得

（1分）()121

G 2 2.57.5 kN 5.5

G G ≤

-=故最大起吊重量为G max = 7.5kN （1分）

2．变截面直杆受力如图，已知A 1=500mm 2,A 2=300mm 2,l=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

F AB =-35kN （1分）

F BC =27kN （1分）

F CD =27kN （1分）

（2）计算变形

CD BC AB Δl Δl Δl Δl ++= （1分）

211EA l

F EA l F EA l F CD BC AB ⋅+⋅+⋅=

（1分）

2333310351027102710()20010500500300

-⨯⨯⨯=++⨯ （1分）2231064

3.210mm 0.032mm 20010

-⨯==⨯=⨯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·m ，M D =477.5N·m ，已知G=80GPa [τ]=40MPa ，[θ]=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：T 1= -M A =-159.2N·m （1分）BC 段：T 2= -M A - MB=-477.5N·m （1分）CD 段：T 2= 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

（2分）

max max

max 3[]0.2P T T W d ττ=

=≤（1

分）

39.1mm

d ≥=

=（4）按刚度设计轴径d

由刚度准则 （1分）

max max 4180

[]0.1T G d θθπ

=

⋅≤⨯（1

分）43mm d ≥==所以，轴取公称直径d=45mm 。（1分）

4．图示外伸梁，F=500N ，l=1m,材料[σ]=100MPa 。若梁采用矩形截面，截面尺寸b×h=20×40mm 2, 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）

max M Fl

=