工程学院试卷化工设备机械基础100 分钟11 化艺a.I 类容器b.n 类容器c.ffi 类容器a .补强圈补强b •多层包扎补强题号-一一二二二-三四五总分总分得分班级1. 2. 3. 4. 1.2. 3. 填空题（每空2分，共计10分）如图所示为一封闭的圆筒，其半径为 度为P 的液体，筒体顶部气体的压力为（P gx ）R的环向应力大小为 ------ ---------t材料力学对变形固体做了如下假设: 设。

（T =E£称为—虎克定律。

R ，筒体壁厚为t 。

P o ，离液面距离 ，经向应力大小为筒体内盛放密 x 的点A 所受P R厂0。

2t连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、小变形假第一强度理论又称 最大拉应力理论。

、选择题（每题2分, 静力学研究的对象是（ a .物体 b 流体 图示结构, 用积分法计算 a . b . c . d . y A =0 y B =0 y B M0 y A =0 y B M0 工作压力为 共计10分）C.物质 d .刚体 AB 梁的位移时，梁的边界条件为 （a ） fEi y B =0 1.8MPa ，容积为1500m 3，介质为液化石油气的球罐，属于（ 4. 下列不属于工程上常采用的开孔补强结构的是（ b )。

2013— 2014 学年第 2 学期试卷类型_A ______ 考试形式闭卷 命题人 2014 ______ 年4_月_9_日教研室主任 年 月 日姓名课程名称 考试时间 使用班级 教学院长 学号5 .C.厚壁管补强 d •整体锻件补强为提高外压圆筒承载能力，通常较为合理的方法是（a.增加壁厚b.改用强度较高的材料C.设置加强圈三、是非题（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 . 强度是指构件抵抗破坏的能力。

（V ）3 . 安排梁的受力情况，对提高梁的弯曲强度没有影响。

4 . 金属构件在经过一段时间交变应力的作用后发生断裂现象称为疲劳。

5 . 由于夹套式反应釜的夹套内及釜体内均为正压操作，因而不需要进行稳定性校核。

6 . 外压和真空容器不应以内压进行压力试验。

7 . 气密性试验应在液压试验合格后进行。

（V ）8 . 半球形封头、椭圆形封头、平板型封头属于凸形封头。

9 . 压力容器强度校核时公式中用到的厚度是有效厚度。

10 . 卧式容器鞍座位置A不宜大于0.2L，当需要时, A最大不得大于0.25L。

（V ）四、计算题（共计70分）1 . 图示支架由杆 AB、BC组成，A、B、C处均为光滑铰链，在铰B上悬挂重物G=10kN，杆件自重不计，求杆件AB、BC所受的力。

（8分）解: （1 ）取B销为研究对象画受力图F y0 : F BC sin 30 （2分）2 .FBCFABF xGsin302G 2 10F BC COS30F BC CO S30 20 週220kN（2分）BCAB AB0 （2分）卜ABC T17. 3kN （2分）（采用其他方法求解此题，过程结果正确酌情给分）一阶梯杆如图所示，AB段横截面面积为：A1=100mm2，BC段横截面面积为画轴力图；（2）求各段杆横截面上的正应力。

（8分）A2=180mm2,⑴解（1）计算各段内轴力，并绘制轴力图（ 4分）J AB 段：F N1 8kN 121 J t2 1BC 段：F N215kN 绘制轴力图（2 ）确定应力（4 分）AB 段: 80M PaBC 段: FN283.3 MPa A按挤压强度设计，由jy]（2 分）所以，插销取公称直径 d=20mm （1分）4. 某汽车传动轴 AB 由45号无缝钢管制成。

轴外径 D=90mm ，壁厚t=2.5mm ,传递最大力矩M=1.5kN m , [ ]=60MPa 。

试：（1）画扭矩图；（2）校核轴的强度。

解：（1）画出扭矩图（3分）（2）校核强度 Tmax= 1.5kN -mQCWP-2D 3（1 4） 0.2 90"（詁）29280mm （2分）解：（1）求约束力。

（2分）3.图示拖车挂钩用插销联接,已知挂钩厚度 =10mm,[ 设计插销的直径do （9分） 解：（1）插销发生剪切和挤压破坏，求剪力和挤压力 F Q = F/2=28kN （1 分） F jy = F = 56kN （1 分） （2 ）强度计算 按剪切强度设计，由 F QF /2 Ad 2/4|4F Q [4 28 103V []（2 分） 18.9mm （1 分）56 1032 10 20014mm（1分） （或 W 4）32903[1嵋4）29280m^）max Tmax31.2器51.2MPa[]（2 分）轴的强度满足。

（1分）5.图示的外伸梁 弯矩图；（3） AB 在CB 段作用均布载荷q ，求（1）计算支座A 、 并求最大弯矩。

（10分） C 所受的力；（2）画出剪力图、jyA jyF5qaFc4F Aqa4（8分）.V由弯矩图扭矩图知，危险截面在轴的中间截面（1 分）T=0.18P ; Mmax=0.2P强度条件：r3W Z1E axT 232P _2 -------- 2— V0.2 0.18 [] d 3（3 分）d 3[]P —f 」788N32J0.22 0.182（2 分）285 C,设计压力7.今有一直径为1200mm 的吸收塔，封头与筒体采用法兰连接，为0.3MPa ,材质为Q235-B ,试选择标准法兰（具体确定法兰类型、密封面型式、公称直径、公 该塔操作温度为称压力、材料、并正确标记）。

（7分）MPa公称压力PN 法兰材料工作温度 厂C> -20~200 250 300 3500.25板材Q235-A , B 0.16 0.15 0.14 0.13（2）画剪力图（3分）建立X-FQ 坐标，从梁左端画图。

（3 ）最大弯矩6. 手摇绞车如图，轴的直径 d=30mm ，材料为Q235钢，[d ]=80MPa 。

画出弯矩图、扭矩图，并按第三强度理论求绞车的最大起吊重量P 。

（ 10分）解：（1）画扭矩图（2分）；画弯矩图（2分）画弯矩图（3分）建立X-M 坐标，从梁左端画图。

M A F A A 0M cqa 2 vM BqA A/2甲型、乙型平焊法兰的最大允许工作压力（ JB/T4700-2000）解：法兰材料取塔体、封头材料相同的 （分）；设计压力不大于最大允许工作压力的原则,选择法兰公称压力 0.6MPa （1分）；公称直径取1200mm （1分）；可选用甲型平焊法兰（1分）；4801-2000（ 2分）（其它法兰选型，若满足要求亦算正确） D i =600mm ，设计压力p=2.2M Pa ，设计温度为-20 C,[ d ]t=170 MPa ,选用材料为 Q345R 的钢板制造，钢板的厚度负 偏差取0.8mm ,腐蚀裕量取3mm ,单面焊局部无损检测，试确定其厚度，并校核水压试验强度（10 分）【解】（）确定设计参数（分，未列出但公式中带入正确也算正确）压力参数：设计压力 P=2.2MPa ，计算压力p c =p=2.2MPa. 设计温度：t=-20 Co 许用应力：[d ]t =170MPa 。

钢板厚度负偏差：C 1=0.8mm 。

腐蚀裕量：C 2=3mm 。

（2）求厚度（4分）2.2 6004.89mm170 0.8 2.2考虑到低合金钢制容器的最小壁厚，满足最小壁厚。

故厚度取e nC 100.86.2mm水压试验校核:170 1. 25 2. 2 ——6006.2170 2 6.2C 2 4.89 3 7.89mmd C1 7.89 0.88.69mm根据钢板厚度标准规格，名义厚度3 n 取为10mm 。

（3）校核水压试验强度（4分） 由于操作压力不高，采用的密封面型式为平面型（1分），法兰标记为：法兰 -RF 1000-0.6 JB/T8.某化工厂欲设计一台石油气分离工程中的乙烯精馏塔。

已知：塔体内径焊接接头系数：由题目得:© =0・80。

巳D i2[ ]P c10mmP D2 e134. 4MPa0. 9 s0.9 0.8 345 248.4MPa T 0.9 s所以水压试验时强度足够。