化工机械基础试题及答案

1、 无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用，该情况下的应力状态和承受

内压的薄膜相似，又称薄膜理论。

2、 法兰的公称压力：以 16MnR 在200 C 时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该

尺寸法兰的公称压力。

3、 泊松比：弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值，称为横向变形系数或泊松

比。是一无量纲的量，其数值随材料而异，也是通过试验测定的。

一

4、 同素异构转变：在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称同素异构转变。

5、 热脆：硫以FeS 的形态存在于钢中，FeS 和Fe 形成低熔点（985°C ）化合物，而钢材的热

加工温度一般在11500

C-12000

C 以上，当钢材热加工时由于 FeS 化合物的过早熔化而导

致工件开裂，称为“热脆”。 二. 作图题（共10分） 根据受力图画出剪力图和弯矩图（

10分）

三、问答题（共26分）

1. Q235-A • F 代表—普通碳素钢_ （钢种），其中Q 为_屈服强度的头一个拼音字母 _, 235 为_屈

服强度值 A 表示_质量等级F 表示—沸腾钢0Cr18Ni9代表 铬镍不锈钢—（钢 种），18表示含铬

18% , 9表示含镍

9% ; ZL7代表铸铝 （钢种）;H80代表黄铜

（钢种），80表示平均含铜80% 。 （5分）

、名 词 解 释 （10 分）

2 •埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点是什么？（

埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好

缺点：不及手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高、费工时，必须严格控制 焊接规范。

不锈钢焊接可采用氩弧焊，用氩气为保护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也 不溶于液态金属，可避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。

3 •什么是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断外

压容器的类型？（ 8分）

容器强度足够，却突然失去原有的形状，筒壁被压瘪或发生褶皱，筒壁的圆环截面一瞬 间变成了曲波形，这种现象称为弹性失稳。 其实质是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力 平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。

侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形，

产生的波形数n=2时，为长圆筒;

n>2时，为短圆筒；如只发生强度破坏，无失稳则为刚性筒。 4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（

8分）

（1） 直径为2000mm 设计压力为10Mpa 的废热锅炉 （2） 设计压力为0.6Mpa 的氟化氢气体储罐 （3） 设计压力为I.OMpa 的搪玻璃压力容器

（4）

p 为4Mpa 的剧毒介质容器

（1） 为三类容器；（2）为二类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。

四、计算题（共54分）

1、一个低合金钢内压反应釜，内径 D i 1000mm ，工作压力2.0MPa （装有安全阀），工

作温度3000

C ，釜体采用单面手工电弧焊（有垫板） ，全部无损探伤，内部介质有轻微 腐蚀性，试设计反应釜筒体壁厚，并校核水压试验强度。

（t

144MPa

e

表

钢板负偏差

（mm

5分）

170MPa

345MPa ,

P T D i

0.9 s ） （10 分）

解：设壁厚11mm , C 1

0.8mm , C 2 1mm

pD i

2 1.05 1000 2 144 0.9 2 1.05

1.8 9.97mm

D 0 1040mm ，测量壁厚为20mm ，内部介质无腐蚀性，钢板

负偏差C 1 0.8mm ，筒体长5000mm ，两侧为椭圆封头，凸面高度 300mm ，求该筒

19.2 2.5

1040

P

1 L |

P

2 L 2

P

3 L 3

4

6.25 10 m 0.625mm

圆整为规格钢板，取

10mm 厚。

水压试验校核:

p

T D i e

170

1.25 2 1.05

1000 8.2

144 2 8.2

190.5MPa

0.9

0.9 0.9 345 279.5MPa ,

T 0.9 s ,所以水压试验时强度足够。

2、低碳钢外压圆筒，外径

体的许用外压。 （弹性模量为2 105

MPa ）

（6分）

解: L er 1.17

1040 1040

\ 19.2

8955mm 属短圆筒,

P er 2.59 2

105

1040 5200 4.80MPa

P er 1.6MPa

m

3、 截面直杆如图，已知:

2 2

A-i 2em ， A 2 4em

4dkN

解:

力, 6em 2

，E 200GN /m 2

画出轴力图，并求杆的总伸长。 求出各截面的轴 （10 分）

EA 1 EA 2

3

20 1.0 10 EA 3

9 4 200 10 2 10

3

50 1.2 10

9

4

3

1.5 10

9

4

200 10

4 10

20