化工設備機械基礎『化工機械基礎期末復習題及答案』

1.材料的剛度條件是指構件抵抗力（B）的能力。A．破壞B．變形C．穩定性D.韌性2.一梁截面剪力左上右下，彎矩左右逆轉。正確的描述是（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，內壓容器封頭直邊的作用是（B）。A易于制造加工B防止熱應力與邊緣應力疊加C．局部加強D節約材料4。構件的強度、剛度和穩定性（C）A.僅與材料的力學性質有關；B.僅與構件的形狀和尺寸有關；C．與A和B都有關；D．與A和B都無關。5.為了保證整個機械設備在外力作用下的安全可靠工作，每個部件必須滿足三個基本條件，即足夠的（C）A.強度、剛度、塑性B.塑性、韌性、穩定性C.強度、剛度、穩定性D.在塑性、韌性設備中，塑性、韌性性能是塑性、韌性和強度6（A）。A．球形容器B圓筒形容器C．方形容器D橢圓形容器

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8.外壓圓筒殼的破壞形式不穩定（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剪應力為零的平面B平面具有正應力和剪應力C正應力為零的平面D平面既沒有正應力也沒有剪應力

10、優質非合金鋼20g表示（D）

A鋼容器含碳量為千分之二十

B.鋼容器含碳量為萬分之二十

C.鍋爐用鋼含碳量為千分之二十

D.鍋爐用鋼含碳量萬分之二十

11.低碳鋼試樣拉伸至屈服時，有以下結論是正確的（D）

A由于材料失效，應力和塑性變形迅速增加；

B。雖然應力和塑性變形迅速增加，但并不意味著材料失效；

C。應力不增加，塑性變形迅速增加，因此材料失效；

D應力不增加，塑性變形迅速增加，但這并不意味著材料失效

12.在承受內壓的圓柱形容器上打開橢圓孔，使橢圓的長軸（B）

A平行于筒體軸線B垂直于筒體軸線

C與筒體軸成45度角D任何方向都可以

13.哪種材料不同于其他材料？（C/D）。

A．低碳鋼B．優質鋼C．銅D．鑄鐵

14.以無縫鋼管為筒體時，其公稱直徑為（A）

A管的外徑B管道內徑

C。管道的平均直徑D。管道的公稱直徑

15.用三種不同的材料制作相同尺寸的試件，拉伸試驗在相同的試驗條件下進行，得到的應力-應變曲線如圖所示。對比三條曲線，可以看出拉伸強度最高、彈性模量最大、塑性最好的材料是（A）

A．a、b、c

B．b、c、a

C．b、a、c

D．c、b、a

總的來說，化工容器通常是軸對稱問題，是因為（D）

A殼體的幾何形狀對稱于旋轉軸B約束對稱于旋轉軸

C。外力對稱的旋轉軸D．A、B、C均是

根據小變形條件，可以認為（D）

A構件不變形B構件不損壞

C構件只有彈性變形D.構件的變形遠小于其原始尺寸

18.兩截面面積相等，抗彎截面模量Wz1/Wz2為（D）

(1)(2)

A.2.25B.1.0C.0.67D.1.5

19.哪個容器容易失穩？（D）

A高大立式容器B．高壓容器C．內壓容器D．外壓容器

20.以下設備不屬于三類壓力容器？（D）

A．容積為60m3球形儲罐B移動壓力容器

C．高壓容器D低壓管殼式余熱鍋爐

21.臥式容器的應力可簡化為（C）

A.簡支梁受均布載荷的影響B.受集中載荷影響的簡支梁

C.均勻荷載的外伸梁D.受集中載荷影響的外伸梁

A．視鏡B．人孔C．液位計D容器外保溫

23.哪一項不會提高梁的強度和剛度？（D）。

A集中改為分布力B將簡支梁變為外伸梁

C將矩形梁改為工字鋼梁D將矩形梁改為圓形梁

24.優質碳鋼和普通碳鋼的劃分是基于（D）的不同。

A．含碳量B．防腐性能C．強度D．SP含量

25.如果軸向拉伸和其他直桿選擇相同的材料，則有三種不同的截面形狀：圓形、正方形和空心圓。比較三種情況下的材料用量，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三種材料相同

26.以下封頭受力最好（A）P142

A．球形封頭B橢圓形封頭C．碟形封頭D．平板封頭

27.容器的標準化參數包括（B）。

A公稱直徑和公稱體積B公稱直徑和公稱壓力

C.公稱壓力和壁厚D公稱質量和公稱體積

在壓力容器設計中，碳鋼和低合金鋼的最小厚度為（A）。

A．3mmB．4mmC．5mmD．6mm

29.化工裝置中的哪些設備受力可視為扭轉變形（B）。

A承受風壓的塔器B旋轉泵軸

C容器的拉桿D塔式地腳螺栓

30.從受力角度分析錐形殼體（B）處應力最大，因此開孔應避開這個位置。

A．錐頂B．錐底C錐頂與錐底之間D各部分相同

31.哪種材料屬于優質碳鋼？（B）。

A．1Cr13B．20C．1Cr25Si2D．16MnDR

32.以下哪種封頭沒有直邊（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.壓力容器專用鋼哪種材料？（B）

A．Q235-AB．16MnRC．20gD．0Cr18Ni9Ti

在名義厚度計算壓力容器時，不考慮記錄以下哪一項（D）。

A鋼板負偏差B．腐蝕裕量C．圓整值D容器的最小厚度

36.塑性和脆性材料分為延伸率，塑性材料的延伸率為（B）。

A．＞3%B．＞5%C．＞8%D．＞10%

37.以下約束類型是由力和扭矩共同作用的（D）。

A．柔索約束B光滑面約束C固定鉸鏈約束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.以下對圓筒容器的說法是正確的（D）。

A經向應力等于環向應力B經向應力和環向應力均為零

C經向應力大于環向應力D經向應力小于環向應力

40.梁斷裂環的主要原因是（B）。

A．彎矩B．剪應力C彎矩和剪應力的共同作用D．扭矩

42.圓筒形容器的直徑D，第一曲率半徑為（C）。

A．DB．D/2C．

D．0

43.哪個封頭容易制造，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.以下對外壓容器臨界壓力敘述錯誤為()。

A筒體橢圓度與臨界壓力關系不大B加強圈可增加臨界壓力

C長徑比相同，厚度大，臨界壓力大D筒體材料與臨界壓力關系不大

45.容器壓力試驗的方法不包括以下哪一種（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基于（C）的不同。

A．含碳量B．含鐵量C．含硫量D．含磷量

47.材料的強度是指構件的抵抗力（A）的能力。

A．破壞B．變形C．穩定性D．韌性

48.化工裝置中哪些設備的應力可視為彎曲變形（A）。

50.鑄鐵材料廣泛應用于機床機座等部位（B）。

A抗拉性能好B抗壓性能好C．彈性好D．韌性好

51.低碳鋼拉伸時沿和軸線450方向的滑動線可以用以下理論來解釋（C）。

A.最大拉應力理論B.最大伸長線應變理論P82

C.最大剪應力理論D形狀變化比能理論

52.各向同性假設材料沿各個方向都是一樣的（D）

A.外力；B.變形；C.位移；D.力學性質。

53.以下關于軸力的說法中哪一個是錯誤的？（C）

A拉桿的內力僅為軸力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

關于剛體的描述，下面是正確的（D）

A剛體是理想化的模型B.在力的作用下用下不變形

C當變形是主要因素時，物體不能被視為剛體D.A、B、C都正確

55、用標距50mm和100mm低碳鋼的屈服應力分別測量了兩種拉伸試樣σs1和σs2.延伸率分別為δ5和δ10，比較兩個樣品的結果，有（D）

A．σs1

δ10B．σs1<σs2，δ5=δ10

C．σs1=σs2，δ5>δ10D．σs1=σs2，δ5=δ10

56.從經濟角度考慮塑性材料采用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.以下哪些設備不屬于三類壓力容器？（D）。

A．高壓容器B移動壓力容器

C．球形容器D．低壓容器

當低碳鋼材料在拉伸試驗過程中無明顯塑性變形時，最大應力應小于的值（B）

A．比例極限B．屈服極限C．強度極限D．許用應力

59.圖表單向均勻拉伸的板條。在受力，在其表面畫兩個正方形a和b，受力后方形a、b分別變為（C）

A.正方形，正方形B.方形，菱形

C.矩形、菱形D.矩形，正方形

60.桿1的材料為鋼，桿2的材料為鋁，兩桿的橫截面積相等。在力F的作用下，節點A（A）

A.向左下移動

B.向鉛垂直方向移動

C.向右下移動

D.不動

61.以下介質中不能用作氣壓試驗的氣體是（C）

A．氮氣B空氣干燥干凈C．二氧化碳D．惰性氣體

62.圖示平板，如果變形前在板面上劃出兩條平行線段，則兩端受均布載荷q的影響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。如果一半是鋼，另一半是鋁，則兩段（B）

Ａ.應力相同，B變形相同.應力相同，變形不同

Ｃ.不同的應力變形相同的D.應力不同，變形不同

64.從制造的角度來看，制造橢圓形、半球形、錐形和平板封頭的順序是從易到難（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.外壓長筒失穩時波數為（B）

A.整數大于2B．2C．3D．4

66內力與應力的關系，正確的說法是（D）

A.內力是應力的矢量和B.內力是應力的代數和

C.應力是內力的平均值D.應力是內力的分布集度

67、關于σ0.有以下四種討論，請判斷哪一個是正確的。（C）

A當彈性應變為0.2%時，應力值B.當應力值總應變為0.2%時

C當塑性應變為0.2%時，應力值D.塑性應變為0.2時的應力值

68.在軸向拉伸桿中選擇一點，圍繞該點獲得的單元體的應力狀態屬于（B）

A.單向應力狀態B二向應力狀態

C三向應力狀態D。平面應力狀態

69.懸臂梁的截面如圖所示，其中C為截面形心，梁的橫截面（C）

A.中性軸為z1，最大拉應力在上邊緣

B.中性軸為z1.最大拉應力在下邊緣

C.中性軸為z0，最大拉應力在上邊緣

D.中性軸為z0最大拉應力在下邊緣

71.以下材料一般不適合制造化工容器（B）

A．Q235AB．HT200C．20RD．16MnR

72.一個扭圓棒如圖所示。m-m截面上的扭矩等于（D）

A.Tm?m=MM=2MB.Tm?m=MM=2MB.Tm?m=M?M=0

C.Tm?m=2M?M=MD.Tm?m=?2MM=?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，剪力方程為（C）

A．Q(x)=ql－2qxB．Q(x)=－q

C．Q(x)=ql/2－qxD．Q(x)=qlx－qx2

75.以下變形可以恢復（B）

A．塑性變形B．彈性變形C．彎曲變形D．拉伸變形

關于材料的力學性能，結論如下，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塑料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力是（C）

A．σe和σbB．σp和σbC．σs和σbD．σp和σs

78.受內壓和風壓影響的塔式設備的應力狀態可轉化為（A）

A拉伸與彎曲的結合B壓縮與彎曲的結合

C彎曲與扭轉的組合D拉伸與扭轉的結合

79.某梁的撓曲線方程為

，0

80.在高溫下，除了強度極限和屈服極限的下降外，材料還會發生（C）

A．疲勞現象B．斷裂現象C．蠕變現象D．熱脆現象

81.內壓圓筒殼，其薄膜應力為（C）

A經向應力是環向應力的兩倍B經向應力等于環向應力

C。環向應力是經向應力的兩倍D。環向應力是經向應力

82.應考慮設備上接管的外伸長度（D）

A.設定的保溫層厚度B易于安裝螺栓

C易于安裝加固結構D．A和B

83.壓力容器上的開口不會造成以下現象（C）

A．應力集中B削弱設備的強度

C增加容器設計厚度D局部應力大

84.下列鋼材不適合制造容器（C）

A．16MnRB．20RC．0Cr18Ni9TiD．45

85.桶形容器的直徑是D，第二曲率半徑為（D）

86.橢圓封頭描述錯誤是（A）。

A密封頭越扁，壓力越好B.標準封頭a/b=2

C密封頭越扁越容易制造D．封頭的a/b增加會導致應力增加

87.容器強度設計的名義厚度不包括以下哪一項（D）。

A．負偏差B．腐蝕余量C．圓整值D．最小厚度

88低碳鋼拉伸過程中哪個階段符合虎克定律？（A）。

A．彈性階段B．屈服階段C．強化階段D局部變形階段

89.以下理論可以解釋鑄鐵材料的拉伸和扭轉損傷（A）。

A.最大拉應力理論B.最大伸長線應變理論

哪個容器容易失穩？（D）。

A．低壓容器B．高壓容器C．內壓容器D．外壓容器

91、壓力容器專用鋼哪種材料？（B）。

A．Q235AB．20RC．20gD．1Cr13

92.當圓軸扭轉時，以下哪個部位承受最大的剪應力？（C）。

A。橫截面圓心處B.各部分一樣大

C橫截面外表面D橫截面與圓心、外表面等距離

93.哪種材料屬于不銹鋼？（C）。

94.交變應力損壞構件稱為（A）。

A．疲勞B．失穩C．破壞D．失效

以下哪一項改進不能節省材料（C）。

A攪拌漿實心軸變成空心軸B矩形梁變成工字鋼梁

C圓梁變成槽鋼梁D槽鋼梁變成工字鋼梁

96、鍋爐專用鋼哪種材料？（C）。

A．Q235A-FB．20RC．20gD．1Cr13

97.以下是正確的（A）。

A球形容器的經向應力等于環向應力

B。圓柱形容器的經向應力等于環向應力

C球形容器的經向應力大于環向應力

D圓柱形容器的經向應力大于環向應力

98.綜合考慮經濟性和抗壓能力，以下哪種封頭應用最廣泛（B）。

以下哪一項不影響法蘭的密封因素？（D）。

A螺栓預緊力B．密封面C．墊片D．介質溫度

100.哪種材料屬于低溫鋼？（D）。

101.化工裝置承受風壓的精餾塔可視為（D）。

102.構件的強度、剛度和穩定性（C）。

A.僅與材料的力學性質有關；B.只與構件的形狀和尺寸有關；

C.與A和B都有關；D.與A和B都無關。

103、.各向同性假設材料沿各個方向都是一樣的（D）。

104.關于內力與應力的關系（D）是正確的。

A.內力是應力的矢量和；B.內力是應力的代數和；

C.應力是內力的平均值；D.應力是內力的分布集度。

切換為居中

108.當表面光滑的低碳鋼桿拉伸時，屈服階段（B）。

A.沿與軸線成45°角截面斷裂B.表面出現，軸線成45°的滑移線

C.橫截面斷裂D.喪失穩定性

單元體上的主平面是指（A）。

A切應力為零的平面B正應力為零的平面

C平面具有正應力和切應力D平面既沒有正應力也沒有切應力

二填空題

1.化工容器中的臥式容器可視為(外伸)梁，塔式容器可視為(懸臂)梁。

2.構件在外力作用下能夠安全工作，需要滿足三個力學條件(強度)、(剛度)和(穩定性)。

3.當一個構件只受三個力的影響處于平衡狀態時，這三個力必須(匯交一點)。

4、EA是材料(抗拉剛度)；GIp是材料(抗扭剛度)；EIz是材料(抗彎剛度)。

5.梁截面在外力作用下既有彎矩，又有剪力彎曲，稱為(橫力彎曲或剪切彎曲)。

6.對于無明顯屈服極限的塑極限的塑性材料σ0.2取代屈服極限，σ0.稱為(名義屈服極限)。0.2%塑性應變對應的應力

7.規定軸力為正(離開橫截面)，力矩順時針為(負)。

8.法蘭密封面主要有三種形式:(平面壓縮面)、(凹凸壓縮面)和(榫槽壓縮面)。

9、一長為L，截面積為A的直桿，兩端受拉F作用，彈性模量為E，桿的軸力為()，相對伸長為()。

10.材料的力學性能是指材料在外力作用下的特性(變形)和(破壞)。

二力桿實際上是構件在兩力的作用下處于(平衡)狀態。

12.當塑料材料拉伸到屈服階段時，材料失去(抗變形)的能力，(應力)增加，(應變)不增加，表面出現(滑動線)。

13.內壓小于大氣壓(0).1MPa）外壓容器，又稱(真空容器)。

14.當容器各部件或壓力元件承受的液體靜壓達到(5%)設計壓力時，應在計算壓力中計入液體靜壓。

15率和截面收縮率是衡量材料(塑性)的兩個指標。

16.傳動軸傳輸的功率為N，軸的轉速為n，軸上的外力偶矩是m=（）。

塑料材料的失效形式為(斷裂)，脆性材料的失效形式為(屈服)，法蘭的失效形式主要表現為(翹曲)。

作用于梁上的外力可簡化(集中力)、(集中力偶)和(均布載荷)。

19.容器一般由幾個外殼組成，包括(人孔)、(手孔)、(液位計)、(視鏡)和(法蘭)

20.攪拌過程中，反應器中的攪拌軸主要產生（扭轉）變形，立式塔主要產生（彎曲）變形。

21、δ、ψ金屬材料(塑性)指標；σS、σb材料(強度)指標；AK是材料的(韌性)指標。

22.名義屈服極限σ0.表示試件產生的應力(0.2%塑性變形)。

23.不銹鋼能抵抗腐蝕，主要是因為它含有（Cr）元素。

24.作用于同一物體(大小相同)

一對平行力(不在同一作用線上)稱為力偶。

25.當脆性材料軸轉時，橫截面分布有(剪)應力。隨著扭矩的增加，軸斷裂，截面沿45左右°這種現象可以用(第一)強度理論來解釋。

26.容器壁厚小于或等于其最大截面圓的內徑(0.1)稱為薄壁容器，超出此范圍的稱為厚壁容器。

27.矩形截面梁高度為h，寬為b，截面慣性矩Iz=()截面抗彎截面模量Wz=()梁上最大彎矩為Mmax，則最大應力σmax=（）。

受內壓作用的薄壁容器殼體，其通向應力等于環向應力的容器形狀為()。

外壓圓筒的失穩形式主要有()、()和()。

30斷裂時，脆性材料鑄鐵的斷裂面為()。

31.()連接是化工廠常用的可拆卸連接，用于連接氣缸和封頭、氣缸和氣缸()、管道和管道()。

虎克定律的表示式為()，當應力不超過材料的一定限度時，其應力與應變成()比。

33.圓筒形容器的直徑D，第一曲率半徑R1=()，R2=()。

34.金屬構件在一段時間的交變應力后斷裂，稱為()。

35.泵運行時，軸主要產生()變形；在風的作用下，化工設備中的立式塔主要產生()變形。

36.各種封頭加工最容易的是()封頭，最好的耐壓性是()。

37伸試驗過程中，低碳鋼的變化可分為()、()、

()和()四個階段。

38.作用在剛體上的力沿其作用線移動到剛體中的任何一點()，當平行移動到另一位置時()對剛體的作用。

懸臂梁的一端是自由的，一端是()約束，約束的約束反()。

40.內外徑分別為d和D截面慣性矩為()。

容器壁厚設計中的腐蝕裕度由()和()決定。

42、()和()是衡量梁變形的兩個基本量。

鋼與鑄鐵材料的區別主要在于()元素的含量不同。

影響構件持久極限的因素有三個:()、()和()。

塑料材料的危險應力為()極限，脆性材料的危險應力為()極限。

46.當材料力學研究構件在截面上受到應力時，一般的方法是綜合考慮()關系、()關系和()關系。

普通介質的低壓容器屬于()類容器，中壓容器屬于()類容器，高壓容器屬于()類容器。

48.圓軸扭轉時，橫截面()處剪應力最大，()處剪應力為零。

根據承壓性能，容器可分為()和()兩種。

50.常用的容器開孔補強結構有三種:()、()和()。

常見的典型平面約束有()、()、()

和()。

52.塔式設備采用地腳螺栓固定在基礎上。當塔受風作用時，地腳螺栓主要產生()變形；此時，塔可視為()梁。

53.容器設計中的厚度附加量包括()和()。

54.在化工生產中，對于粘度大或懸浮的液體材料和設備中的固體材料，使用()封頭有利于排放，封頭的膜應力()。

橢圓形封頭由()和一段()組成。

56.泵運行時，軸主要產生()變形；化工設備中的雙支座水平容器可簡化為()梁。

法蘭連接結構一般由()、()、()三部分組成。

58.各種封頭中最容易加工的是()封頭，最好的耐壓性是()封頭，最好的綜合性能是()封頭。

平面力系的平衡條件有()、()和()。

60、常用的計算內力的方法是截面法，基本步驟可以用()、()、()三字公式完成。

61.容器中間面的直徑D，厚度為

，則其外徑D0=()，內徑Di=()。

62、規定軸力在()時為正，力矩順時針為()。

63.在外力作用下，桿的基本變形是()、()

()和()。

64.一般來說，矩形、圓形、工字形的橫梁更經濟。

65.球形容器的直徑是D,第一曲率半徑R1=()，R2=()。

66.截面法常用于計算構件內力的方法，截面法的三字公式為()、()和()。

67.容器零件標準化的基本參數是()和()。

68的壓力試驗方法可分為()、()和()。

69制定法蘭標準尺寸系列時，特別是計算法蘭板厚度時，選擇的基準是()在()℃確定時間的力學性能。

灰鑄鐵中的碳以()形式存在，球墨鑄鐵中的碳以()形式存在。

三判斷題

1.鑄鐵材料應根據其性能屬于塑料材料。（）

2.低碳鋼具有相同的抗拉能力和抗壓能力，而鑄鐵的抗拉能力小于其抗壓能力。

一個力作用于剛體，從原位平行移動到另一位置，必須附加一個力偶。

壓力容器及其部件標準化的基本參數為公稱直徑。（）

5.在梁的設計中，工字梁比矩形梁更經濟。（）

6.泊松比是橫向應變和縱向應變的比值。（）

7.高溫容器的許用應力以強度極限和屈服極限為危險應力計算，取兩者的較小值。

8.純彎曲時的正應力計算公式也適用于橫向彎曲正應力的計算。（）

9.設備強度設計以計算厚度為最終鋼板采購依據。（）

毒性高壓容器屬于二級壓力容器。（）

11.高寬比為2的矩形截面垂直與橫放時的抗彎截面模量之比為2。（）

12.受平面一般力系作用的構件可簡化為受平面匯交力系和平面力偶系的共同作用。（）

所有低壓容器都屬于一類容器。（）

14.在剪力為零的位置，彎矩取極值。（）

15.對于處于平衡狀態的機構，如果一直桿只受到兩端鉸鏈的約束，忽略其自重，則該桿必須是二力桿。（）

16.對于直徑和壓力相同的容器，平板密封頭的厚度最小。（）

17.厚壁容器的外徑與內徑之比Do/Di≤1.2。（）

18、Q235A金屬的屈服極限為235MPa，質量等級為A。（）

19、Q235A優于鋼Q235B的質量。（）

在化學容器設計中，元件所承受的液柱靜壓必須計入計算壓力。

21.在分析構件受力時，應首先繪制作用于物體的主動力和約束反力。

22、20R容器鋼含碳量與20鋼相同，質量相同。（）

23.容器在氣密性試驗前不需要進行液壓試驗。（）

化工設備的設計使用壽命一般為20年。（）

二力桿上的兩種外力與二力桿的實際幾何形狀無關。（）

26、在低于－20℃在條件下工作的容器是深冷容器。（）

設計厚度為計算厚度與鋼板厚度負偏差之和。（）

28.水平容器的支架包括鞍座、圓座和耳座。（）

29.圓形截面軸上的剪應力沿徑向呈線性分布，截面中心的剪應力為零。（）

中壓容器的壓力范圍為：

31、作用力等于反作用力、反向、共線，并作用于不同的物體。（）

鋼管的公稱直徑是指其外徑。（）

33.作用力與反作用力相等，方向相反，作用相同，屬于平衡力。（）

在實際使用過程中，外壓容器在達到臨界壓力時會失穩。（）

作用于剛體的一種力，從原位平行移動到另一位，其作用效果不變。

36、延伸率δ>5%的材料是塑料材料。（）

37.鋼板卷焊筒體的公稱直徑是指其內徑。（）

力偶對剛體的作用與矩心的位置無關。（）

所有金屬材料在拉伸試驗中都要經過四個階段。（）

虎克定律的適用范圍小于材料的屈服極限。（）

神六飛船進入地球軌道，屬于外壓容器。（）

圓柱形容器的薄膜應力最小，受力相同。（）

介質無毒高壓容器屬于二級壓力容器。（）

44.外壓容器的設計是先假設壁厚值，再進行試算。（）

裙式支座廣泛應用于高塔設備。（）

46.純彎曲時，梁的橫截面只有彎矩，沒有剪力。（）

第一強度理論和第二強度理論主要用于解釋脆性材料的斷裂。（）

在設計外壓容器時，首先要考慮的是材料的強度條件。（）

49.當零件的某一部分開孔時，開孔位置的橫截面將承受更大的應力，

均勻分布。

在鋼中加入合金元素可以提高鋼的強度，從而減輕設備的重量。（）

51、橢圓封頭增加直邊段的目的是發揮局部加固的作用，制造加工方便。（）

52.如果構件在小相等，方向相反，在同一直線上的兩個力作用下處于平衡狀態，則構件為二力桿。（）

53、Q235A強度極限為235MPa。（）

54.低壓容器在制造后投入生產前不需要進行壓力試驗。（）

55.剛性圓筒的損壞是由強度和穩定性不足引起的。（）

支撐支座廣泛應用于高塔設備。（）

直邊的目的是防止邊緣應力與熱應力疊加()

58、標號Q235A碳鋼是優質碳鋼。（）

59.由于半球形封頭具有最佳的耐壓性，在實際化工生產中應用最廣泛。（）

圓筒形容器的公稱直徑是指其內徑。（）

評卷人

加入合金元素后，碳鋼材料的性能會更好。（）

62.構件的強度是指構件抵抗變形的能力。（）

63.如果構件只受兩力影響，大小相等，構件處于平衡狀態。（）

64.軸向拉伸時，其應力與應變成反比。（）

65.梁承載荷后斷裂的主要原因是彎矩過大。（）

66.采用截面法分析梁時，規定左逆右順彎矩為正。（）

67、采用實心比鋼管更節約材料的扭轉構件。（）

68.攪拌機的攪拌軸在設計中比實心軸料。（）

69.增加加強環的氣缸設備加強圈的設備具有更好的承壓性能。（）

三類壓力容器比二類壓力容器更危險()

71.圓軸扭轉時，扭矩和極慣性矩越大，相對扭轉角越大。（）

72.壓力容器的設計厚度是圓形的鋼板厚度值。（）

碳鋼與鑄鐵的本質區別在于碳含量不同。（）

合理安排梁的應力和截面形狀可以提高梁彎曲時的強度。（）

法蘭連接是一種可拆卸連接，其故障主要表現為泄漏。（）

76.材料的延伸率是判斷脆性材料和塑性材料的依據。（）

77.通過線上某一點的旋轉殼的曲率半徑為第二曲率半徑。（）

78.構件的剛度是指構件抵抗破壞的能力。（）

為方便焊接，在封頭處加直邊。（）

在設備強度設計中，以計算厚度為最終鋼板采購依據。（）

一般來說，脆性材料的抗拉能力較弱。（）

壓力容器法蘭的公稱直徑是指與其連接的筒體內徑。（）

83.當構件應力集中時，其強度會受到嚴重影響。（）

移動壓力容器、體積大于50立方米的球罐、高壓容器均為三種壓力容器。

橢圓形封頭越扁，承壓性能越好。（）

截面收縮率是反映材料的塑性指標之一。（）

87.梁上有集中力時，彎矩圖在集中力處有突變。（）

88.裝有無毒不燃材料的移動壓力容器為二級壓力容器。（）

89.錐形容器應根據受力位置放置在錐頂。（）

90柱形容器受到內壓時，徑向應力等于環向應力。（）

容器的公稱直徑是指其外徑。（）

92.當容器進行液壓和氣壓實驗時，所有程序和過程都是一致的。（）

93.在設計容器強度時，最大操作壓力用于計算壓力。（）

94.圓軸扭轉時，圓心的剪應力為零。（）

管法蘭的公稱直徑是指與其連接的管道的公稱直徑。（）

鑄鐵是指碳含量超過2.11%的鐵碳合金。（）

97.當梁同時作用幾個載荷時，其撓度和轉角應對某個載荷產生最大影響

來計算。（）

98、采用截面法對梁分析，左上右下剪力為正。（）

含鎳和含鈦的合金鋼通常屬于不銹鋼。（）

在梁的設計中，選擇合理的截面可以有效地提高梁的強度。（）

可鍛鑄鐵既可鍛造又可鑄造。（）

與凹凸型相比，前者適用于壓力較高的場合。（）

四簡答題

1.解釋以下列表的含義？

橢圓封頭DN2500×20-16MnRJB4702-92

法蘭-PI1200-0.6JB4701-92

2Cr13Q235A-F15MnVR0Cr18Ni9Ti45HT200

20gQT400-18RuT30016MnDR09MnNiDR

00Cr17Ni14Mo216MnHP

2.試分析選擇矩形截面梁時，為什么橫截面垂直而不是水平放置？

3.簡要將力從一點平行移動到另一點(即力平移)的方法，并用圖表示。

4.簡要介紹軸向拉伸或壓縮時的虎克定律，并寫出兩種表達式。

5.薄膜應力和邊緣應力有什么區別？

6、試分析矩形、圓形、圓形截面面積相同，哪種截面抗彎能力強？

(1)b:h=1:2(2)(3)D:d=5:3

7.根據生產過程中的作用原理，化工設備可分為哪些類別？它的主要功能是什么？

8.試分析比較圖中兩種齒輪的布局，哪種布局有利于提高傳動軸的強度？

9.簡要介紹容器機械設計的基本要求。

10.簡要說明幾種形式的約束和例子？

11.如何進行容器液壓試驗？

12.軸向拉伸時低碳鋼桿表面滑動線的原因簡述？

13.增加橢圓形封頭直邊的目的是什么？

14.在內壓圓筒上打開橢圓孔時，如何布置橢圓長軸。為什么？

15.指出容器設計中的四個厚度δ、δn、δd、δe名稱及其相互關系，并指出設備在使用過程中，真正依靠承受介質壓力的厚度是什么？

分析彎矩方程、剪力方程和載荷集度之間的相互關系。

17.簡要介紹提高粱彎曲強度和剛度的措施。

18.下圖為低碳鋼材料的拉伸曲線圖，在圖中標出各特征點及相應的變形階段，并根據卸載定律繪制從M點逐漸去除拉力后的應力應變曲線。

19.簡要介紹壓力試驗的類型及其目的。

簡要介紹了橢圓形封頭、半球形封頭、錐形封頭的優缺點。

21.簡要說明如何規定容器、密封頭、鋼管和法蘭的公稱直徑。

22.指出以下旋轉殼上的第一曲率半徑R1和第二曲率半徑R2：（如圖）

(1)球殼上任一點

(2)圓錐殼上的M點

23.簡要介紹法蘭的結構和密封原理？

24試圖制作以下圖示桿AB受力圖(桿不考慮自重)。

材料力學中常見的幾種變形形式是什么？相應的化學實例。

26.根據承壓性能和承壓能力容器的分類進行簡要描述。

主要的強度理論是什么？例如各理論的適用材料？

32.簡要介紹外壓圓筒的類型及其特點。

根據承壓性能，容器可分為哪兩類？實際化工生產中哪一種在同等壓差下更容易出現問題？為什么？

34.用簡圖或化學容器實例簡要描述靜定梁的幾種形式。

35.試圖制作下列圖示桿的應力圖(桿忽略自重)。

36.如何進行容器氣壓試驗。

37.試圖表示低碳鋼拉伸過程的幾個階段，并簡要說明各個階段的特點。

外壓容器是不穩定臨界壓力的含義及其影響因素。

邊緣應力和薄膜應力有什么區別？

40.簡要介紹邊緣應力的特點和處理措施。

41.梁的撓曲線微分方程及其轉角方程及撓度方程

主應力和主平面是什么？

五計算題

1.單梁起重機，簡圖如下，跨度10米，45米a工字鋼。梁的重量不計，電動葫蘆的重量G=15kN,起吊重物Q=70kN，梁的材料為Q235A鋼，試驗核梁的強度。Q235A鋼的許用應力[σ]=140MPa，45a工字鋼抗彎截面模量Wz=1430cm3。

2.矩形截面簡支梁CD，截面尺寸和載荷如圖所示。要求:(1)梁的剪力方程和彎矩方程，繪制剪力圖和彎矩圖，確定危險截面上的最大正應力σmax；(2)確定梁上A、B點的正應力。(未注單位尺寸均為mm）

3.平均直徑為1萬mm球形容器的工作壓力為0.4MPa，平均厚度為20mm，在球形容器壁內嘗試工作應力。

4.圖表梯子在A點鉸接，B、C在光滑的表面上，DE用繩子連接，一重W的人站在G點上，已知l、a、h、α，不計梯重，求繩張力。

5、懸臂梁AB，集中力P在自由端的作用如圖所示。找出梁的剪力方程和彎矩方程，并制作剪力圖和彎矩圖。

6、懸臂梁AB，如圖所示，在自由端受集中力P的作用。已知E、I為常數，試試此梁的撓曲線方程和轉角方程，并試試最大撓度和轉角。

7.如果你想設計一個1200的內徑mm工作溫度為20的圓柱形容器℃，最高工作壓力為1.6MPa，氣缸采用雙面對接焊接，局部探傷，端蓋為標準橢圓形封頭，整板沖壓成型，容器配有安全閥，材料為Q235A。已知常溫σs=235MPa，σb＝370MPa，ns=1.6，nb=3.0。容器為單面腐蝕，腐蝕速度為0.2mm/a。容器筒體和封頭厚度的設計使用壽命為10年。

鋼板厚度負偏差（mm）

鋼板厚度負偏差C1

3.8～4.0

4.5～5.5

6.0～7.0

8.0～25

26～30

0.30

0.50

8.球形內壓薄壁容器，內徑為Di＝2800mm，壁厚為δn＝22mm，若焊接接頭系數φ＝1.厚度附加C＝2mm，試著計算球形容器的最大允許工作壓力。已知鋼材的許用應力[σ]t＝147MPa。

9.化工廠反應釜，內徑Di＝2000mm，5~105工作溫度℃，計算壓力pc＝1.6MPa，釜體材料為0Cr18Ni10Ti，采用雙面焊接接頭，局部無損檢測，厚度附加C=2mm，材料的許用應力[σ]t＝137MPa，σs＝205MPa，試設計釜體厚度。

10.一個圓筒鍋爐蒸汽包，內徑Di=1200mm，操作壓力4MPa(表壓)蒸汽溫度250℃，汽包裝有安全閥，材料20R，氣缸采用帶墊板的對接焊接，全部探傷，試圖設計汽包的厚度。

10.一個圓筒鍋爐蒸汽包，內徑Di=1200mm，操作壓力4MPa(表壓)蒸汽溫度250℃，汽包裝有安全閥，材料20R，氣缸采用帶墊板的對接焊接，全部探傷，試圖設計汽包的厚度。在上述條件下，可以發現材料的許用應力是[σ]t=104MPa，Ф=0.9.腐蝕余量和負偏差取1mm。

如圖所示，三鉸剛架A、B、C三個地方都是圓柱形鉸鏈連接，尺寸如圖所示，剛架自重不計。試著在水平力P的作用下使用剛架A、B兩處的約束反力。

12.計算以下承受氣體均勻內壓的薄壁旋轉殼上的薄膜應力σθ和σm。(1)球殼上任一點，已知p＝2.5MPa，Di＝1000mm，δ＝8mm；

(2)圓柱殼上任一點，已知p＝1MPa，Di＝2000mm，δ＝20mm。

13.一圓截面鋼桿的形狀見右圖，鋼的彈性模量E=200GPa,P=40KN.試求：

①桿段的軸力和軸力圖。②

14.長度為L的鋼制梯桿的應力如圖所示。已知桿AC、CD、DB各段橫截面積分別為A1、A2、A3.材料的彈性模量為E，試求：（1）AC、CD、DB各段的應力和變形；(2)AB桿的總變形。

15.傳動軸如圖所示，轉速n=300r/min,主動輪A輸入功率NA=36.7kW,從動輪B、C、D輸出功率分別為ND=11kW,NC=11kW,NB=14.7kW,材料的[τ]=50MPa。軸的直徑按強度條件設計。

16.今天想設計一個反應釜，內徑Di=1200mm,工作壓力1.0MPa(表壓)釜體材料選用16種MnR，工作溫度5-105℃，采用雙面對接焊縫進行局部探傷，封頭上安全閥，試圖設計厚度。在上述條件下，可以發現允許應力為[σ]=133MPa，Ф=0.9.腐蝕裕度和負偏差為1mm設計

17列出下圖梁的剪力和彎矩方程，并制作剪力圖和彎矩圖。

18.均布載荷q=10kN/m跨長為4的簡支梁m，材料的[σ]=160MPa，梁的截面分別取(1)圓，(2)矩形（b:h=1:2)試著確定兩個截面的尺寸，比較哪個截面更節省材料。(需繪制受力圖和彎矩圖)

內徑16000的乙烯儲罐mm，厚度δn=16mm，設計壓力p=2.5MPa，工作溫度t=－35℃，材料為16MnR，其許用應力[σ]t＝170MPa，σs＝345MPa雙面對接焊、局部探傷、厚度附加C=1.5mm，試驗校準強度。

20、支架ABC均質等長桿AB和BC組成，桿重為G，桿長度為L，A、B、C三處均采用平面鉸鏈連接，試圖A、B、C約束反力。

21、一長為30cm鋼桿的應力如圖所示。已知桿橫截面積A=100cm2.材料的彈性模量E=200GPa，(1)找出各段軸力，繪制軸力圖；(2)找出各段的應力。

22.氣瓶用了幾年，材質是16Mn，筒體外徑Do＝219mm，實際測量最小厚度為6.5mm，氣瓶兩端呈半球形，現在需要充壓10MPa，常溫使用，考慮腐蝕裕度C2=1mm，問強度是否足夠。若不夠，最大允許工作壓力是多少(已知:[σ]t＝163MPa，σs＝320MPa）

23.一個吸收塔，內徑Di=1400mm，操作壓力3MPa(表壓)，操作溫度250℃，塔頂安全閥，材料20R，氣缸采用帶墊板的對接焊，全部探傷，試圖設計塔的厚度。在上述條件下，在上述條件下找到[σ]t=104MPa，Ф=0.9.腐蝕余量和負偏差取1mm。

24.圓柱桿的應力如圖所示，材料的彈性模量E=200GPa,P=40KN.試求：①桿段的軸力和軸力圖。②桿的變形。

試著列出下圖所示梁的剪力和彎矩方程，并制作剪力和彎矩圖。

26.化工廠乙烯圓柱形儲罐內徑18000mm,操作壓力2MPa(表壓)頂部安全閥，材料為16MnR,雙面對接焊、局部探傷、腐蝕余量和負偏差為1mm在此條件下，設計發現許用應力為[σ]=125MPa，Ф=0.9.試著設計儲罐的容器厚度。

27.外徑為426的圓筒形容器mm，厚度

=5mm，工作壓力10MPa，經向應力和環向應力環向應力？

28.一管支架ABC。A、B、C均為理想的圓柱形鉸鏈約束。已知支架承受的兩條管道的重量均為G=4.5kN，圖中尺寸mm。試求梁AB和桿BC所受的力。

29、已知：p=0.5MPa，D=1000mm，δ=10mm，α=30°，圓錐形殼體上A點和B點的膜應力承受均勻的內壓。

30.化工裝置氮氣球形儲罐內徑2500mm,操作壓力3MPa(表壓)，溫度25℃，安全閥安裝在頂部，材料20R，氣缸采用帶墊板的對接焊，全部探傷，球罐厚度試設計。在上述條件下，可以發現許用應力[σ]=133MPa，Ф=0.9.腐蝕裕度和負偏差為1mm設計。

重物W由鋁絲制成CD懸掛在鋼絲AB的中點C。鋁絲的直徑已知d1=2mm，許用應力[σ]1=100MPa，鋼絲的直徑d2=1mm，許用應力[σ]2=240MPa，α=30°，試驗:(1)重物的許可重量；(2)α許可的重量為什么最大？

32.、圖傳動軸，主動輪B輸入功率P2=368kW，從動輪A、C輸出功率分別為P1=147kW，P3=221kW，軸的轉速n=500r/min，材料的G=80GPa，許用切應力[τ]=70MPa，許用單位長度扭轉角[θ]=1.0°/m。(1)畫軸的扭矩圖；(2)設計軸的直徑。

34.兩個長度相等的受扭軸，一個是空心圓軸，一個是實心圓軸，材料相同，受力相同。實心軸直徑為d；空心軸外徑為D，內徑為d0，且

。當空心軸與實心軸具有相同強度時，嘗試其剛度比。

35.一個均布載荷q=15kN/m跨長為4的簡支梁m，材料的[σ]=160MPa，梁的截面分別取(1)圓，(2)矩形（b:h=1:2)試著確定兩個截面的尺寸，比較哪個截面更節省材料。(需繪制受力圖和彎矩圖)

36.矩形截面簡支梁CD，截面尺寸和載荷如圖所示。要求:(1)梁的剪力方程和彎矩方程，繪制剪力圖和彎矩圖，確定危險截面上的最大正應力σmax；(2)確定梁上A、B點的正應力。(未注單位尺寸均為mm）