级化工设备设计基础课程试题(B卷)答案

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=

=

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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）