化工機械基礎(chǔ)試題及答案.doc
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一、 名詞解釋(10分) 1、無力矩理論:在旋轉(zhuǎn)薄殼的受力分析中忽略了彎矩的作用,該情況下的應(yīng)力狀態(tài)和承受內(nèi)壓的薄膜相似,又稱薄膜理論。 2、法蘭的公稱壓力:以16MnR在200℃時的力學性能為基礎(chǔ),其最大操作壓力即為具有該尺寸法蘭的公稱壓力。 3、泊松比:彈性階段桿件的橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比的絕對值,稱為橫向變形系數(shù)或泊松比。是一無量綱的量,其數(shù)值隨材料而異,也是通過試驗測定的。 4、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變:在固態(tài)下晶體構(gòu)造隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象,稱同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。 5、熱脆:硫以FeS的形態(tài)存在于鋼中,F(xiàn)eS和Fe形成低熔點(9850C)化合物,而鋼材的熱加工溫度一般在11500C-12000C以上,當鋼材熱加工時由于FeS化合物的過早熔化而導致工件開裂,稱為“熱脆”。 二. 作圖題(共10分) 根據(jù)受力圖畫出剪力圖和彎矩圖(10分) 三、問答題(共26分) 1. Q235-A●F代表 普通碳素鋼 (鋼種),其中Q為 屈服強度的頭一個拼音字母 ,235為 屈服強度值 ,A表示 質(zhì)量等級 ,F(xiàn)表示 沸騰鋼 ;0Cr18Ni9 代表 鉻鎳不銹鋼 (鋼種),18 表示 含鉻18% , 9 表示 含鎳9% ;ZL7代表 鑄鋁 (鋼種); H80 代表 黃銅 (鋼種),80 表示平均含銅80% 。(5分) 2.埋弧自動焊的優(yōu)缺點是什么?不銹鋼焊接采用何種方法及其特點是什么?(5分) 埋弧自動焊的優(yōu)點:1)生產(chǎn)效率高;2)焊縫質(zhì)量高;3)勞動條件好 缺點:不及手工電弧焊靈活,工件邊緣準備和裝配質(zhì)量要求高、費工時,必須嚴格控制焊接規(guī)范。 不銹鋼焊接可采用氬弧焊,用氬氣為保護介質(zhì),是惰性氣體,既不與金屬起化學反應(yīng)也不溶于液態(tài)金屬,可避免焊接缺陷,獲得高質(zhì)量的焊縫。 3.什么是外壓容器的失穩(wěn)?簡述外壓容器側(cè)向失穩(wěn)的形式并說明如何通過失穩(wěn)形勢判斷外壓容器的類型?(8分) 容器強度足夠,卻突然失去原有的形狀,筒壁被壓癟或發(fā)生褶皺,筒壁的圓環(huán)截面一瞬間變成了曲波形,這種現(xiàn)象稱為彈性失穩(wěn)。其實質(zhì)是容器筒壁內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)有單純的壓應(yīng)力平衡躍變?yōu)橹饕軓澢鷳?yīng)力的新平衡。 側(cè)向失穩(wěn)時殼體斷面由原來的圓形被壓癟而呈現(xiàn)波形,產(chǎn)生的波形數(shù)n=2時,為長圓筒;n>2時,為短圓筒;如只發(fā)生強度破壞,無失穩(wěn)則為剛性筒。 4、下列容器屬一、二、三類容器的哪一類?(8分) (1) 直徑為2000mm,設(shè)計壓力為10Mpa的廢熱鍋爐 (2) 設(shè)計壓力為0.6Mpa的氟化氫氣體儲罐 (3) 設(shè)計壓力為1.0Mpa的搪玻璃壓力容器 (4) p為4Mpa的劇毒介質(zhì)容器 (1) 為三類容器;(2)為二類容器;(3)為二類容器;(4)為三類容器。 四、計算題(共54分) 1、 一個低合金鋼內(nèi)壓反應(yīng)釜,內(nèi)徑,工作壓力(裝有安全閥),工作溫度,釜體采用單面手工電弧焊(有墊板),全部無損探傷,內(nèi)部介質(zhì)有輕微腐蝕性,試設(shè)計反應(yīng)釜筒體壁厚,并校核水壓試驗強度。( ,)(10分) 表 鋼板負偏差Cl (mm) 鋼板厚度 6~7 8~25 26~30 32~34 36~40 42~50 52~60 負偏差 0.6 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 解:設(shè)壁厚,, 圓整為規(guī)格鋼板,取厚。 水壓試驗校核: ,,所以水壓試驗時強度足夠。 2、 低碳鋼外壓圓筒,外徑,測量壁厚為,內(nèi)部介質(zhì)無腐蝕性,鋼板負偏差,筒體長,兩側(cè)為橢圓封頭,凸面高度,求該筒體的許用外壓。(彈性模量為)(6分) 解: 屬短圓筒, , 3、 截面直桿如圖,已知:,,,,求出各截面的軸力,畫出軸力圖,并求桿的總伸長。(10分) 解: 4、已知,梁的直徑為50mm,,,,求危險橫截面上最大正應(yīng)力,并求懸臂梁的撓曲線方程和自由端的撓度和轉(zhuǎn)角。(12分) 解: ,積分:, 邊界條件:時,,解得: 懸臂梁的撓曲線方程為:, () , 自由端的轉(zhuǎn)角: 自由端的撓度: 5、如圖所示,扭矩,軸向力,作用在直徑的鋼軸上若,求圓軸外圓周的危險點A處(1)主應(yīng)力的大小;(2)主平面位置;(3)最大剪應(yīng)力;(4)分別用第三、第四強度理論計算該點的相當應(yīng)力。(12分) 解:, 因為,,所以 6、一設(shè)備法蘭的操作溫度為2800C,工作壓力為0.4MPa,當材料為Q235-A和15MnVR時應(yīng)分別按何種公稱壓力級別確定法蘭的幾何尺寸。(4分) 解:Q235-A應(yīng)按公稱壓力1.0MPa級別確定法蘭的幾何尺寸。 15MnVR應(yīng)按公稱壓力0.6MPa級別確定法蘭的幾何尺寸。 選擇題 1、材料的剛度條件是指構(gòu)件抵抗( B )的能力。 A.破壞 B.變形 C.穩(wěn)定性 D.韌性 2、一梁截面上剪力左上右下,彎矩左順右逆,描述正確的是( A )。 A.剪力彎矩均為正 B.剪力彎矩均為負 C.剪力為正彎矩為負 D.剪力為負彎矩為正 3、內(nèi)壓容器封頭直邊的作用是( B )。 A.制造加工容易 B.防止熱應(yīng)力與邊緣應(yīng)力疊加 C.局部加強 D.節(jié)約材料 4、構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性( C ) A.只與材料的力學性質(zhì)有關(guān); B.只與構(gòu)件的形狀尺寸有關(guān); C.與A和B都有關(guān); D.與A和B都無關(guān)。 5、為保證整個機器設(shè)備在外力作用下安全可靠地工作,它們的每個構(gòu)件必須滿足三個基本條件,即要有足夠的( C ) A.強度、剛度、塑性 B. 塑性、韌性、穩(wěn)定性 C.強度、剛度、穩(wěn)定性 D. 塑性、韌性、強度 6、下述類型設(shè)備中,承壓性能最好的是( A )。 A.球形容器 B. 圓筒形容器 C.方形容器 D.橢圓形容器 7、平面一般力系的平衡條件為( B ) A. B. C. D. 8、受外壓的圓筒殼體其破壞形式為失穩(wěn)的是( C ) A.長圓筒、剛性圓筒 B.短圓筒、剛性圓筒 C.長圓筒、短圓筒 D.長圓筒、短圓筒、剛性圓筒 9、單元體上的主平面是指( A ) A.剪應(yīng)力為零的平面 B.既有正應(yīng)力又有剪應(yīng)力的平面 C.正應(yīng)力為零的平面 D.既沒有正應(yīng)力又沒有剪應(yīng)力的平面 10、優(yōu)質(zhì)非合金鋼20g表示( D ) A.含碳量為千分之20的容器用鋼 B.含碳量為萬分之20的容器用鋼 C.含碳量為千分之20的鍋爐用鋼 D.含碳量為萬分之20的鍋爐用鋼 11、關(guān)于低碳鋼試樣拉伸至屈服時,有以下結(jié)論,正確的是( D ) A.應(yīng)力和塑性變形很快增加,因而認為材料失效; B.應(yīng)力和塑性變形雖然很快增加,但不意味著材料失效; C.應(yīng)力不增加,塑性變形很快增加,因而認為材料失效; D.應(yīng)力不增加,塑性變形很快增加,但不意味著材料失效 12、在承受內(nèi)壓的圓柱形容器上開橢圓孔,應(yīng)使橢圓的長軸( B ) A.與筒體軸線平行 B.與筒體軸線垂直 C.與筒體軸線成45度角 D.任何方向均可 13、下述材料中哪一個與其它材料不同類( C/D )。 A.低碳鋼 B.優(yōu)質(zhì)鋼 C.銅 D.鑄鐵 14、當采用無縫鋼管作為筒體時,其公稱直徑為( A ) A.管子的外徑 B.管子的內(nèi)徑 C.管子的平均直徑 D.管子的公稱直徑 15、用三種不同材料制成尺寸相同的試件,在相同的試驗條件下進行拉伸試驗,得到的應(yīng)力—應(yīng)變曲線如圖示。比較三條曲線,可知拉伸強度最高、彈性模量最大、塑性最好的材料是( A ) A.a(chǎn)、b、c B.b、c、a C.b、a、c D.c、b、a 16、化工容器就其整體而言,通常屬于軸對稱問題,是因為( D ) A.殼體的幾何形狀對稱于回轉(zhuǎn)軸 B.約束對稱于回轉(zhuǎn)軸 C.所受外力對稱于回轉(zhuǎn)軸 D.A、B、C均是 17、根據(jù)小變形條件,可以認為( D ) A.構(gòu)件不變形 B.構(gòu)件不破壞 C.構(gòu)件僅發(fā)生彈性變形 D.構(gòu)件的變形遠小于其原始尺寸 18、圖示兩截面面積相等,則抗彎截面模量Wz1/Wz2為( D ) (1) (2) A. 2.25 B. 1.0 C. 0.67 D. 1.5 19、下述容器中哪一個易發(fā)生失穩(wěn)( D ) A.高大立式容器 B.高壓容器 C.內(nèi)壓容器 D.外壓容器 20、下述設(shè)備哪一項不屬于三類壓力容器( D ) A.容積為60m3球形儲罐 B.移動式壓力容器 C.高壓容器 D.低壓管殼式余熱鍋爐 21、臥式布置的容器其受力情況可簡化為( C ) A.受均布載荷的簡支梁 B.受集中載荷作用的簡支梁 C.受均布載荷的外伸梁 D.受集中載荷作用的外伸梁 22、下述各項中哪一個不屬于容器附件( D )。 A.視鏡 B.人孔 C.液位計 D.容器外保溫 23、下述措施哪一項不會改善梁的強度與剛度( D )。 A.集中力改為分布力 B.將簡支梁變?yōu)橥馍炝? C.將矩形梁改為工字鋼梁 D.將矩形梁改為圓形梁 24、優(yōu)質(zhì)碳鋼與普通碳鋼的劃分是依據(jù)( D )的不同。 A.含碳量 B.防腐性能 C.強度 D.S+P含量 25、若軸向拉伸等直桿選用同種材料,三種不同的截面形狀:圓形、正方形、空心圓,比較三種情況的材料用量,則( D?。? A.正方形截面最省料 B.圓形截面最省料 C.空心圓截面最省料 D.三者用料相同 26、下列封頭受力狀況最好的是( A )P142 A.球形封頭 B.橢圓形封頭 C.碟形封頭 D.平板封頭 27、容器的標準化參數(shù)包括( B )。 A.公稱直徑和公稱容積 B. 公稱直徑和公稱壓力 C.公稱壓力和壁厚 D.公稱質(zhì)量和公稱容積 28、壓力容器設(shè)計中,碳素鋼及低合金鋼要求的最小厚度為( A )。 A.3mm B.4mm C.5mm D. 6mm 29、化工裝置中下述哪個設(shè)備受力可視為扭轉(zhuǎn)變形( B )。 A.承受風壓的塔器 B.轉(zhuǎn)動的泵軸 C.容器的拉桿 D.塔器的地腳螺栓 30、從受力角度分析,錐形殼體( B )處應(yīng)力最大,因此開孔應(yīng)避開此位置。 A.錐頂 B.錐底 C.錐頂與錐底中間處 D.各部位相同 31、下述材料中哪一個歸屬優(yōu)質(zhì)碳鋼( B )。 A.1Cr13 B.20 C.1Cr25Si2 D.16MnDR 32、下述哪一種封頭沒有直邊( D )。 A.橢圓形封頭 B.碟形封頭 C.球冠封頭 D.大端折邊錐形封頭 33、以下材料哪一個是壓力容器專用鋼( B ) A.Q235-A B.16MnR C.20g D.0Cr18Ni9Ti 34、中壓容器的壓力范圍為( B ) A. B. C. D. 35、壓力容器在名義厚度計算時,不考慮記入下述哪一項( D )。 A.鋼板負偏差 B.腐蝕裕量 C. 圓整值 D.容器最小厚度 36、塑性與脆性材料是用延伸率來劃分的,塑性材料的延伸率為( B )。 A. >3% B.>5% C.>8% D.>10% 37、下述哪種約束類型是由力和力矩共同作用( D )。 A.柔索約束 B.光滑面約束 C.固定鉸約束 D.固定端約束 38、化工裝置中裝有液體的臥式容器可視為( B )。 A.簡支梁 B.外伸梁 C.非靜定梁 D. 懸臂梁 39、對圓筒型容器下述說法正確的是( D )。 A.經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力相等 B.經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力均為零 C.經(jīng)向應(yīng)力大于環(huán)向應(yīng)力 D.經(jīng)向應(yīng)力小于環(huán)向應(yīng)力 40、造成梁斷裂破環(huán)的主要原因是( B )。 A.彎矩 B.剪應(yīng)力 C.彎矩和剪應(yīng)力共同作用 D.扭矩 41、一般傳動軸的許用扭轉(zhuǎn)角規(guī)定為( B )。 A. B. C. D. 42、圓筒形容器的直徑為D,則其第一曲率半徑為( C )。 A.D B.D/2 C. D. 0 43、下述封頭中,哪一個制造容易但抗壓性能最差( C )。P142 A.錐形封頭 B.橢圓形封頭 C.平板封頭 D.球形封頭 44、下述對外壓容器臨界壓力敘述錯誤的是( )。 A.筒體橢圓度與臨界壓力關(guān)系不大 B.有加強圈時可以增加臨界壓力 C.長徑比相同但厚度大者臨界壓力大 D.筒體材料與臨界壓力關(guān)系不大 45、容器進行壓力實驗的方法中不包括下述哪一項( D )。 A.液壓實驗 B.氣壓實驗 C.氣密實驗 D.密封實驗 46、碳鋼和鑄鐵的劃分是依據(jù)( C )的不同。 A.含碳量 B.含鐵量 C.含硫量 D.含磷量 47、材料的強度條件是指構(gòu)件抵抗( A )的能力。 A.破壞 B.變形 C.穩(wěn)定性 D.韌性 48、化工裝置中下述哪個設(shè)備受力可視為彎曲變形( A )。 A.承受風壓的塔器 B.轉(zhuǎn)動的泵軸 C.容器的拉桿 D.塔器的地腳螺栓 49、高壓容器的壓力范圍為( C )。 A. B. C. D. 50、鑄鐵材料廣泛用于機床床身、機座等部位是因為其( B )。 A.抗拉性能好 B.抗壓性能好 C.彈性好 D.韌性好 51、低碳鋼拉伸時沿與軸線450方向出現(xiàn)滑移線現(xiàn)象可以用下述哪個理論加以解釋( C )。 A.最大拉應(yīng)力理論 B.最大伸長線應(yīng)變理論 P82 C.最大剪應(yīng)力理論 D.形狀改變比能理論 52、各向同性假設(shè)認為,材料沿各個方向具有相同的( D ) A. 外力; B. 變形; C. 位移; D. 力學性質(zhì)。 53、以下關(guān)于軸力的說法中,哪一個是錯誤的( C ) A.拉壓桿的內(nèi)力只有軸力 B.軸力的作用線與桿軸重合 C.軸力是沿桿軸作用的外力 D.軸力與桿的橫截面與材料無關(guān) 54、關(guān)于剛體的描述,下面正確的是( D ) A.剛體是理想化的模型 B. 在力的作用下不發(fā)生變形的物體 C.變形為主要因素時不能將物體看成剛體 D. A、B、C都正確 55、用標距50mm和100mm的兩種拉伸試樣,測得低碳鋼的屈服應(yīng)力分別為σs1和σs2,延伸率分別為δ5和δ10,比較兩試樣的結(jié)果,則有( D ) A.σs1<σs2,δ5>δ10 B.σs1<σs2,δ5=δ10 C.σs1=σs2,δ5>δ10 D.σs1=σs2,δ5=δ10 56、對于塑性材料從經(jīng)濟性考慮,采取哪種截面形式的梁最合理( A )。 A.工字鋼 B.矩形 C.圓形 D. T型 57、下述設(shè)備哪一項不屬于三類壓力容器( D )。 A.高壓容器 B.移動式壓力容器 C.球形容器 D.低壓容器 58、低碳鋼材料在拉伸實驗過程中,不發(fā)生明顯的塑性變形時,承受的最大應(yīng)力應(yīng)當小于的數(shù)值是( B ) A.比例極限 B.屈服極限 C.強度極限 D.許用應(yīng)力 59、圖示單向均勻拉伸的板條。若受力前在其表面畫上兩個正方形a 和b,則受力后正方形a、b 分別變?yōu)椋? C ) A. 正方形、正方形 B. 正方形、菱形 C. 矩形、菱形 D. 矩形、正方形 60、圖示結(jié)構(gòu),桿1 的材料是鋼,桿2 的材料為鋁,兩桿的橫截面面積相等。在力F作用下,節(jié)點A ( A ) A. 向左下方位移 B. 向鉛垂方向位移 C. 向右下方位移 D. 不動 61、下面介質(zhì)中不能用作氣壓試驗的氣體是( C ) A.氮氣 B.干燥、潔凈的空氣 C.二氧化碳 D.惰性氣體 62、圖示平板,兩端受均布載荷q 作用,若變形前在板面劃上兩條平行線段AB和CD,則變形后( A ) A. AB ∥CD, α角減小 B. AB ∥CD, α角不變 C. AB ∥CD, α角增大 D. AB不平行于CD 63、一等直拉桿在兩端承受拉力作用,若其一半為鋼,另一半為鋁,則兩段的( B ) A. 應(yīng)力相同,變形相同 B. 應(yīng)力相同,變形不同 C. 應(yīng)力不同,變形相同 D. 應(yīng)力不同,變形不同 64、從制造角度來看,橢圓形、半球形、錐形和平板封頭的制造從易到難的順序是( D ) A.半球形、橢圓形、錐形、平板 B.錐形、平板、橢圓形、半球形 C.平板、橢圓形、錐形、半球形 D.平板、錐形、橢圓形、半球形 65、受外壓的長圓筒失穩(wěn)時波數(shù)為( B ) A.大于2的整數(shù) B.2 C.3 D.4 66、關(guān)于內(nèi)力與應(yīng)力的關(guān)系中,說法正確的是( D ) A. 內(nèi)力是應(yīng)力的矢量和 B. 內(nèi)力是應(yīng)力的代數(shù)和 C. 應(yīng)力是內(nèi)力的平均值 D. 應(yīng)力是內(nèi)力的分布集度 67、關(guān)于σ0.2有如下四種論述,請判斷哪一個是正確的( C ) A.彈性應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力值 B. 總應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力值 C.塑性應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力值 D. 塑性應(yīng)變?yōu)?.2時的應(yīng)力值 68、在受軸向拉伸的桿件中任選一點,圍繞該點取得的單元體的應(yīng)力狀態(tài)屬于( B ) A.單向應(yīng)力狀態(tài) B.二向應(yīng)力狀態(tài) C.三向應(yīng)力狀態(tài) D.平面應(yīng)力狀態(tài) 69、一懸臂梁其截面如圖所示,其中C 為截面形心,該梁橫截面的( C ) A. 中性軸為z1 ,最大拉應(yīng)力在上邊緣處 B. 中性軸為z1 ,最大拉應(yīng)力在下邊緣處 C. 中性軸為z0 ,最大拉應(yīng)力在上邊緣處 D. 中性軸為z0 ,最大拉應(yīng)力在下邊緣處 70、化工容器就其整體而言,通常屬于軸對稱問題,是因為( D ) A.殼體的幾何形狀對稱于回轉(zhuǎn)軸 B.約束對稱于回轉(zhuǎn)軸 C.所受外力對稱于回轉(zhuǎn)軸 D.A、B、C均是 71、下列材料中一般不宜用于制造化工容器的是( B ) A.Q235A B.HT200 C.20R D.16MnR 72、一受扭圓棒如圖所示,其m-m截面上的扭矩等于( D ) A. T m ?m = M + M = 2 M B. T m? m = M ? M =0 C. T m? m = 2 M ? M =M D. T m? m = ? 2M + M =?M 73、低碳鋼加載→卸載→ 再加載路徑有以下四種,正確的是( D ) A.OAB →BC →COAB B.OAB →BD →DOAB C.OAB →BAO→ODB D.OAB →BD →DB 74、某一梁段的彎矩方程為M(x)=(qlx-qx2)/2,則其剪力方程為( C ) A.Q(x)=ql-2qx B.Q(x)=-q C.Q(x)=ql/2-qx D.Q(x)=qlx-qx2 75、下列變形屬于可以恢復的是( B ) A.塑性變形 B.彈性變形 C.彎曲變形 D.拉伸變形 76、關(guān)于材料的力學性能,有如下結(jié)論,請判斷哪一個是正確的( A ) A.脆性材料的抗拉能力低于其抗壓能力 B.脆性材料的抗拉能力高于其抗壓能力 C.塑性材料的抗拉能力高于其抗壓能力 D.脆性材料的抗拉能力等于其抗壓能力 77、塑性材料和脆性材料的危險應(yīng)力分別是( C ) A.σe和σb B.σp和σb C.σs和σb D.σp和σs 78、受內(nèi)壓和風壓作用的塔設(shè)備其受力狀況可以轉(zhuǎn)化成( A ) A.拉伸與彎曲的組合 B.壓縮與彎曲的組合 C.彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合 D.拉伸與扭轉(zhuǎn)的組合 79、某梁的撓曲線方程為,0- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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