级化工设备设计基础课程试题(B卷)答案
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2006 级《化工设备设计基础》课程试题(B 卷)答案
一、力学部分计算题:(共50分)
1、(10分)
2sin 30
2306030
51.99tg300.577
BC AB G
S G KN G S KN ===⨯==
==
(5分)
安全 (5分)
2、(15分)
解:0y F ∑= (5分)
0M ∑= (5分) 最大弯矩发生在梁的中点,其值为2
max 8
ql M =
(3分) (3分)
max 159120MPa MPa σ= 不满足要求 (2分)
1
()02ql qx Q x --=1()2
Q x ql qx =-1()()2
M x qx l x =-211
()022
qx qlx M x -+=0x l
()0x l ≤≤232
max max 331112102881590.043232
Z ql M MPa
W D σππ⨯⨯⨯====⨯3
121
3
222
51.9910105.9[]120254
601084.88[]120304
AB BC S MPa MPa A S MPa MPa A σσπσσπ⨯===<=⨯⨯=
==<=⨯
2
3、(15分)
解: 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩
(3分)
实心轴
(5分)
空心轴
(5分)
d 2=0.5D 2=23 mm
确定实心轴与空心轴的重量之比
(2分)
4、(10分)
横梁承受拉弯组合荷载,危险面为梁中间。
(2分)
(4分)
(4分)
(2分)
75
954995497162N m 100
x P M T n ==⨯
=⨯=⋅..max13
11
1640MPa πx x P M M W d τ=
=
=10045m=45mm d ==.()max234
221640MPa π1x x
P M W D τα===-
20046m=46mm D =
=.()
2231
132222245101 1.28461010.51A d A D α--⎛⎫⨯==⨯ ⎪⨯--⎝⎭
=maxN cos N P A bh
α
σ=
=12
6sin cos 148.7MPa []Pl P bh bh
αασ=
+= W A σ= +max 1max 26sin M Pl W bh α σ= = 共 5 页 第 3 页 二、 是非题:在题后括号内,正确划“√”,错误划“×”(共10分,每 小题1分) 1. 《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三类, 其中三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。 (√) 2. 容器法兰与管法兰的PN 、DN 相同时可以相互代用。 (×) 3. 压力容器强度校核时公式中用到的厚度是有效厚度。 (√) 4. 内压容器的有效厚度δ e 一般都大于计算厚度δ,因此容器最高允许工作压力[p w ] 总是大于设计压力p 。 (√) 5. 从稳定性考虑,外压容器设计选材时应选用弹性模量较大的材料。 (√) 6. 决定外压加强圈抗失稳能力的截面几何参数是截面面积。 (×) 7. 圆筒形容器上开孔处的应力集中系数是φmax σ=K 。 (×) 8. 为减小鞍座处壳体截面的应力,卧式容器的鞍座距椭圆形封头直边切线的距离A 应该≤0.2L 和0.25D 0(式中L 为筒体长度,D 0为筒体外径)。 (√) 9. 圆筒形容器上开椭圆孔时,为降低开孔边缘的应力集中程度,应使椭圆的长轴方向 垂直于圆筒的轴线,且长短轴之比越大越好。 (×) 10. 卧式容器选用鞍座时,一般可选用两个鞍座,容器较长时也可选用多于两个,其中 应当有一个而且只能有一个F 型,其余应为S 型。 (√) 三、 选择题:将正确答案的顺序号填入题后的括号内(共10分,每小题1分) 1. 设计压力为 2.5MPa 的容器属于 。 (B ) A .低压容器 B . 中压容器 C .高压容器 D . 超高压容器 2. 钢材的强度随温度的升高而 ,韧性和塑性随温度的降低而 。 (A ) A .下降,升高 B .下降,下降 C .升高,下降 D .升高,升高 3. 不锈钢材料0Cr18Ni9牌号中的“0”表示其含碳量低于 。 (B ) A .百分之一 B . 千分之一 C . 万分之一 D . 万分之三 4 4. 对于低温容器,设计选材时应特别注意材料的 。 (D ) A .低温强度 B . 低温刚度 C . 低温硬度 D . 低温韧性 5. 直径为D ,过渡圆弧半径为r 的碟形封头过渡圆弧与直边交点处过渡圆弧上的第一、 第二曲率半径分别是: (A ) A. ρ1=r ,ρ2=D/2 B. ρ1=D/2,ρ2=r C. ρ1=∞,ρ2= D/2 D. ρ1=∞,ρ2=r 6. 从受力角度考虑,椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和折边球面封头四种凸形封 头中, 的受力情况最好。 (C ) A .椭圆形封头 B . 碟形封头 C . 半球形封头 D . 折边球面封头 7. 低碳钢拉伸试验的整个过程,按顺序大致可分为如下四个阶段。 ( B ) A. 弹性阶段、强化阶段、屈服阶段和颈缩阶段 B. 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段 C. 弹性阶段、颈缩阶段、强化阶段和屈服阶段 D. 屈服阶段、弹性阶段、强化阶段和颈缩阶段 8. 球壳上的开孔,开孔系数ρ ,δnt /δn ,应力集中系数K 越大。 (B ) A .越大,越大 B .越大,越小 C .越小,越小 D .越小,越大 9. 无缝钢管的公称直径指的是管子的 。 (D ) A .内径 B . 外径 C . 中径 D . 其他 10. 设计中选用标准法兰的压力等级时,除考虑法兰的类型、材料、最高工作压力外, 还应考虑法兰的: (D ) A .公称直径 B . 密封面型式 C . 垫片种类 D . 工作温度 四、 简答题:(共10分,每小题5分) 1、双面焊100%无损探伤,φ=1。局部探伤φ=0.85, 单面焊100%无损探伤,φ=0.9。局部探伤φ=0.80 2、为了保证构件在外力作用下安全工作,其必须满足哪三方面的要求? 强度、刚度和稳定性 五、 计算题:(共20分,每小题10分)