中石油华东《化工设备设计基础》2015年秋学期在线作业(一)答案
《化工设备机械基础》习题解答.
⑵若封头椭圆长，短半轴之比分别为2，2
的最大值并确定其所在的
位置。
【解】(1圆筒P=3Mpa D=2030mm S=30mm
1. 00148. 0203030<==
D
S属薄壁容器MP S
PD m
圆整后，S n =16mm.（1）
水压试验校核
s e
e i T T S S D p φσσ9. 02
(≤+=
有效壁厚S e = Sn -C=16-0.8=15.2mm试验压力M P a P
P t
T 67. 29
. 11213776. 125. 1]
[][25. 1=⨯
⨯==σσ
计算应力141.86MPa 15.2
被的薄膜应力σ
σ
θ
和m
。
【解】P=2.5Mpa D=816mm S=16mm
1. 00196. 081616<==
D
S属薄壁容器MPa S PD
m
875. 3116
48165. 24=⨯⨯==σ MPa S
PD m
75. 6316
28165. 22=⨯⨯=
=σ
2.有一平均直径为10020 mm的球形容器，其工作压力为0.6Mpa，厚度为20 mm，试求该球形容器壁内的工作压力
-=
φσ
名义壁厚：S n =S+C+圆整，S+C=9.4+1.25=10.65mm.
圆整后，S n =11mm.
从计算结果看，最佳方案是选用标准椭圆封头。
第五章外压圆筒与封头的设计
四、工程应用题A组：
1、图5-21中A，B，C点表示三个受外压的钢制圆筒，材质为碳素钢，σs =216MPa，E=206GPa。试回答：
化工设备机械基础习题解答
第一章化工设备材料及其选择二. 指出下列钢材的种类、含碳量及合金元素含量Ａ组B组：第二章容器设计的基本知识一.、指出下列压力容器温度与压力分级范围第三章 内压薄壁容器的应力分析和MP S m 63844=⨯==σSPRR m =+21σσθ MP SPD634==σθ2. 圆锥壳上之A 点和B 点，已知：p=，D=1010mm ，S=10mm ，a=30o 。
αcos 2,:21DA R R =∞=点MP S PD m 58.14866.010410105.0cos 4=⨯⨯⨯==ασ SPRR m =+21σσθ MP S PD 16.29866.010210105.0cos 2=⨯⨯⨯==ασθ0,:21=∞=R R B 点0==σσθm3. 椭球壳上之A ，B ，C 点，已知：p=1Mpa ，a=1010mm ，b=505mm ，S=20mm 。
B 点处坐标x=600mm 。
25051010==b a 标准椭圆形封头bb b y x A a R a R 2221,:),0====点（MP S Pa m 5.502010101=⨯===θσσMPa sbPB b a x am 3.43)(2 2224=--=σ点：MPa b a x a a sbP ba x a 7.27)(2)(2 222442224=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-----=θσ:)0,(==y a x C 点MPa S Pa m 25.25202101012=⨯⨯==σ MPa S Pa 5.502010101-=⨯-=-=σθ五、 工程应用题1. 某厂生产的锅炉汽包，其工作压力为，汽包圆筒的平均直径为816 mm ，壁厚为16 mm ，试求汽包圆筒壁被的薄膜应力σσθ和m。
【解】 P= D=816mm S=16mm1.00196.081616<==D S 属薄壁容器 MPa S PD m 875.311648165.24=⨯⨯==σ MPa S PD m 75.631628165.22=⨯⨯==σ2. 有一平均直径为10020 mm 的球形容器，其工作压力为，厚度为20 mm ，试求该球形容器壁内的工作压力是多少。
化工设备机械基础例题、习题解答
1．画受力图时，一定要先取分离体，再画受力图。
取分离体实质上是暴露或显示物体间相互作用的一种方式，只有把施力体和受力体分离开来，才能将它们之间的机械作用以力代替。
另外，工程上所要的分析结构或机构一般很复杂，如果不取分离体来画受力图，往往分不清施力体和受力体，分不清内力和外力，容易出错。
因此，根据题目的要求，选定某个或某些刚体作为研究对象后，一定要画出分离体，在分离体上画出受力图，对此不应怕麻烦。
2．如何判别二力刚体。
在工程实际中遇到的二力刚体，有以下特点：（1）刚体不受任何主动力的作用（包括不计自重）；（2）刚体只受两个约束，而且每个约束都可用一个约束反力代替。
凡是满足以上两点的刚体，不论形状如何都为二力刚体。
3．光滑圆柱铰链连接是工程中各构件相互连接的主要形式，因此，认清光滑圆柱铰链的结构及其约束反力的方向特点是顺利进行受力分析的关键一环。
当一个光滑圆柱销钉与两个或两个以上带有相同孔径（其值略比销钉直径大）的构件呈光滑接触时，这种约束即为光滑圆柱铰链约束。
其约束的特点是能完全限制各被连接物体之间沿销钉径向的任何相对位移，而不能限制它们绕销钉轴向的任何相对转动，因此，各连接构件与销钉鞋之间的接触是销钉某条母线的光滑接触，其约束反力经过接触点并沿销钉的径向，被销钉连接的各构件间没有直接的相互作用，它们都分别只与销钉产生相互作用，根据同向平行力系必存在合力，任一被连构件与销钉之间可等效为一对作用与反作用力，且这对相互作用力的作用线必通过销钉中心。
由于接触的销钉母线的位置及其等效的约束反力的大小，都与被连构件的受力相关，故被连构件所受到的销钉约束反力的大小和方向都不能直接确定，通常用过销钉中心，且在销钉横截面内两已知方位的正交分量来表示，即把大小和方向这两个未知因素转化为两个方位已知而其代数值未知的两未知因素。
只有在某些特殊情况，如被连构件为二力刚体或三力平衡或力偶平衡或平行力系平衡时，销钉的约束反力的方向才可直接确定，此时只剩下约束反力的大小未知。
(完整word版)化工设备机械基础课后答案
《化工设备机械基础》习题解答第一章化工设备材料及其选择一. 名词解释A组：1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3.弹性模数(E)：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。
4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5.冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
对于钢材，μ=0.3 。
7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。
8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。
9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B组：1.镇静钢：镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂 Si, Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。
把FeO中的氧还原出来，生成SiO2和Al2O3。
钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。
钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。
2.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。
其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。
沸腾钢锭中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。
3.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。
4.低碳钢：含碳量低于0.25%的碳素钢。
5.低合金钢：一般合金元素总含量小于5%的合金钢。
6.碳素钢：这种钢的合金元素含量低，而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。
中国石油大学(北京)- 2015化工过程设备设计第一阶段在线作业
1.（2.5分）用截面法可求直杆的•A、内力•B、外力•C、应力我的答案：A 此题得分：2.5分2.（2.5分）应力是单位面积的•A、外力•B、内力•C、力偶我的答案：B 此题得分：2.5分3.（2.5分）拉应力为正，意味着刚体变形为•A、拉伸•B、压缩力•C、与变形无关我的答案：A 此题得分：2.5分4.（2.5分）在外力作用下，不致发生过大变形或断裂的能力是指物体的•A、强度•B、塑性•C、韧性我的答案：A 此题得分：2.5分5.（2.5分）下列哪一个为材料的强度指标•A、屈服极限•B、延伸率•C、无延性转变温度我的答案：A 此题得分：2.5分6.（2.5分）低碳钢拉伸试验的第四个阶段为•A、弹性阶段•B、强化阶段•C、颈缩阶段我的答案：C 此题得分：2.5分7.（2.5分）受到垂直于杆轴线的外力或力偶作用时的直杆为•A、梁•B、悬臂梁我的答案：A 此题得分：2.5分8.（2.5分）直梁的内力为•A、剪力•B、弯矩•C、剪力和弯矩我的答案：C 此题得分：2.5分9.（2.5分）单元体的主应力指的是单元体的各个平面上只有•A、正应力的作用而无剪应力•B、剪应力无正应力•C、剪应力与正应力均无我的答案：A 此题得分：2.5分10.（2.5分）材料破坏的主要形式有•A、弹塑性破坏•B、弹塑性破坏和脆性断裂•C、脆性破坏我的答案：B 此题得分：2.5分11.（2.5分）力是两物体之间的作用，这个作用是•A、机械•B、物理•C、化学我的答案：A 此题得分：2.5分12.（2.5分）材料复杂应力状态下的最大主应力理论是•A、第一强度理论•B、第三强度理论•C、第四强度理论我的答案：A 此题得分：2.5分13.（2.5分）力的要素是•A、大小、方向•B、作用点•C、选项1与选项2均是我的答案：C 此题得分：2.5分14.（2.5分）约束力的方向与所约束的物体的运动方向•B、相同•C、无关我的答案：A 此题得分：2.5分15.（2.5分）固定端的约束反力有•A、约束力•B、弯矩•C、约束力、弯矩都有我的答案：C 此题得分：2.5分16.（2.5分）平面汇交力系得平衡条件是•A、x方向的分力的合力为零•B、y方向的分力的合力为零•C、所有的合力为零我的答案：C 此题得分：2.5分17.（2.5分）平面力偶系的平衡条件是•A、作用在刚体上的合力偶为零•B、x方向的合力偶为零•C、y方向的合力偶为零我的答案：A 此题得分：2.5分18.（2.5分）平面一般力系的平衡条件是•A、合力为零•B、合力偶为零•C、合力与合力偶均为零我的答案：C 此题得分：2.5分19.（2.5分）工程实际中，构件按其几何形状可分为•A、筒体•B、球体•C、直杆、板、壳我的答案：C 此题得分：2.5分20.（2.5分）根据内力对直杆产生变形的不同，内力可分为•A、拉力•B、压缩力•C、拉力和压缩力我的答案：C 此题得分：2.5分判断题 (共20道题)收起21.（2.5分）强度是材料的机械性能指标，而材料的塑性不是材料的机械性能指标•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分22.（2.5分）应力等于构件所受的外力除于面积所得的值•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分23.（2.5分）梁在纯弯曲时其横截面的应力是关于梁的中性轴成线性分布并于离中性轴的距离成正比•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分24.（2.5分）在相同的弯距作用下，选用矩形梁比选用圆形梁的抗弯能力强•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分25.（2.5分）在相同外力作用下，选用杆件材料强度越大时，设计的杆件的横截面积会越大•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分26.（2.5分）直杆拉伸或压缩时建立的强度条件是第三强度理论•正确•错误我的答案：错误此题得分：2.5分27.（2.5分）1Ci18Ni9Ti在焊接后容易发生晶间腐蚀，所以此材料焊后应进行退火或正火处理•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分28.（2.5分）化工设备常用的材料是金属材料•正确我的答案：正确此题得分：2.5分29.（2.5分）优质钢是用含碳量的万分之几来表示；特殊性能钢的含碳量是用千分之几来表示的•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分30.（2.5分）Q235-A表示屈服极限为350MPa的甲类碳素钢•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分31.（2.5分）两物体之间力的作用是相互的•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分32.（2.5分）00Cr18Ni9Ti表示含碳量小于0.3%，含Cr为18%，含Ni为9%，含Ti小于1.5%•正确•错误我的答案：正确此题得分：2.5分33.（2.5分）如一刚体直杆受两力作用而达平衡，此杆称为二力杆。
化工设备设计基础
《化工设备设计基础》综合练习题第一篇工程力学基础第一章构件的受力分析一简答题1．什么叫力？力的三要素是什么？2．二力平衡条件是什么？什么叫二力杆？3．平面一般力系的平衡条件是什么？4．什么叫约束反力？5．工程中有哪几种常见的约束型式？二计算题1．如图所示的简易起重机横梁AB的A端以铰链固定，B端有拉杆BC，起重量W=10KN。
AB梁重P=4KN。
BC杆自重忽略不计，试求载荷W位于图示位置时BC杆的拉力和铰链A的约束反力。
2．车刀的A端禁固在刀架上，B端受到切削刀作用，已知Py=18KN，Px=7.2KN，L=60mm，求固第二章直杆的拉伸与压缩一简答题1．什么叫内力？如何求出直杆各截面处的内力？2．什么叫强度？直杆拉伸或压缩时的强度条件是什么？3．低碳钢的拉伸试验中，从开始加载至断裂经过哪几个阶段？4．钢材的机械性能主要包含哪些指标？5．什么叫应力集中？二计算题1．试求图示的杆横截面1-1的内力，已知P1=26KN，P2=14KN，P3=12KN。
32．一个总重为200N的电动机，采用M8吊环螺钉，螺纹根部的直径为6.4mm，其材料的许用应力[σ]=40MPa。
问起吊电动机时，吊环螺钉是否安全？第三章直梁的弯曲一简答题1．什么叫梁？2．什么叫平面弯曲？3．梁中内力有哪些？4．剪力和弯矩的正负如何规定？5．什么剪力图和弯矩图？6．梁弯曲时的正应力强度条件是什么？7．梁纯弯曲时的正应力分布有什么特点？第五章复杂应力状态下的强度计算一简答题1．什么叫应力状态？2．什么叫主应力？什么叫二向应力状态？3．工程设计中有哪几种常用的强度理论？4．什么是第一强度理论？5．材料破坏有哪几种主要形式？第二篇化工设备常用材料一简答题1．金属材料有哪些基本性能？2．金属材料中碳，硫，磷，锰，硅对材料性能各有何影响？3．什么叫弹性变形？什么叫塑性变形？4．什么叫材料的韧性？什么叫无塑性转变温度？5．什么叫热处理？什么叫调质处理？6．碳钢按含碳量如何分类？按冶炼方法如何分类？7．碳钢按质量如何分类？碳钢的牌号如何规定？8．指出Q235B中各符号的含义？指出20R中各符号的含义？9．合金钢按用途如何分类？10．合金钢的牌号如何规定？11．指出0Cr18Ni9Ti及16MnR中各符号的含义？第三篇化工设备设计基础绪论一简答题1．什么叫压力容器？2．内压容器有几种分类方法？3．判断容器是一类、二类或三类容器的原则是什么？4．何谓公称直径？管子DN20表示什么意思？5．何谓公称压力？第八章内压薄壁容器的应力理论一简答题1．什么叫薄壁容器？2．什么叫回转壳体？什么叫经线？什么叫纬线？3．什么叫无力矩理论？什么叫薄膜应力？4．什么叫边缘应力？边缘应力如何产生？边缘应力有何特点？5．什么叫第一曲率半径？什么叫第二曲率半径？二判断题1．下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用。
化工设备基础题库含答案
一、填空题1、轴按轴心线形状分为（直轴）、（曲轴）、（挠性轴）。
2、根据轴承工作的摩擦性质，可分为（滑动轴承）、（滚动轴承）。
3、滚动轴承由（内圈）、（外圈）、（滚动体）和（保持架）组成。
4、键联接的主要功用：1、实现轴承和轴上零件之间的（周向），2、传递（转矩）7、轮轮齿的常见失效形式有（齿面磨损）、（折断）、（点蚀）、（胶合）和（塑性变形）五种。
8、通常带传动的张紧装置使用两种方法，即（定期张紧）和（自动张紧）。
9、轴承按其所受载荷方向不同，可分为（向心轴承）、（推力轴承）、（向心推力轴承）。
10、一个机件的磨损过程大致可分为（跑合磨损）、（稳定磨损）和（剧烈磨损）三个阶段。
13、金属材料的力学性能主要指标有（强度）、（硬度）、（塑性）、（弹性）和（韧性）等。
15、螺纹联接有四种基本类型：（螺栓连接）、（双头螺栓连接）、（螺钉连接）和（紧定螺钉连接）。
17、轴按照所受载荷的性质分类可分为（转轴）、（心轴）和（传动轴）。
18、金属材料的热处理是将固态金属（加热）到一定温度，然后（保温）一段时间，采用不同的方法（冷却），得到想要的性能的一种工艺过程。
24、轴肩和套筒是用来进行_轴____向定位及固定，键联接主要用于___周__向固定。
26、Q235-A·F是（碳素结构钢）钢，A表示（质量等级）。
28、在螺纹联接中，若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、联接需要经常装拆时，宜采用（双头螺栓）联接。
31、用来联接两轴，运转时不能分开，停止运转时，可将两轴拆开的连接件为（联轴器）。
32、管件作用是改变管路_方向___、_改变管径大小___、_管路分支__、管路汇合____等。
33、管路连接方式主要有_焊接___、_法兰连接___、_螺纹连接___、_承插连接___。
34、活塞式压缩机工作过程按工作原理可分为__膨胀__、___吸气_、__压缩__、__排气__等。
35、活塞式压缩机中活塞的基本结构形式有__筒形__、__盘型__、__级差型__等。
化工设备机械基础作业答案
化工设备机械基础作业答案《化工设备机械基础》习题解答二、填空题1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（内）径。
2、无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的（外）径。
第三章内压薄壁容器的应力分析一、名词解释A 组：⒈薄壁容器：容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于0.1的容器。
⒉回转壳体：壳体的中间面是直线或平面曲线绕其同平面内的固定轴线旋转360°而成的壳体。
⒊经线：若通过回转轴作一纵截面与壳体曲面相交所得的交线。
⒋薄膜理论：薄膜应力是只有拉压正应力没有弯曲正应力的一种两向应力状态，也称为无力矩理论。
⒌第一曲率半径：中间面上任一点M 处经线的曲率半径。
⒍小位移假设：壳体受力以后，各点位移都远小于壁厚。
⒎区域平衡方程式：计算回转壳体在任意纬线上径向应力的公式。
⒏边缘应力：内压圆筒壁上的弯曲应力及连接边缘区的变形与应力。
⒐边缘应力的自限性：当边缘处的局部材料发生屈服进入塑性变形阶段时，弹性约束开始缓解，原来不同的薄膜变形便趋于协调，边缘应力就自动限制。
二、判断题（对者画√，错着画╳）A 组：1. 下列直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用，哪些能用薄膜理论求解壁内应力？哪些不能？（1）横截面为正六角形的柱壳。
（×）（2）横截面为圆的轴对称柱壳。
（√）（3）横截面为椭圆的柱壳。
（×）（4）横截面为圆的椭球壳。
（√）（5）横截面为半圆的柱壳。
（×）（6）横截面为圆的锥形壳。
（√）2. 在承受内压的圆筒形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴与筒体轴线平行。
（×）3. 薄壁回转壳体中任一点，只要该点的两个曲率半径R R 21=，则该点的两向应力σσθ=m 。
（√）4. 因为内压薄壁圆筒的两向应力与壁厚成反比，当材质与介质压力一定时，则壁厚大的容器，壁内的应力总是小于壁厚小的容器。
（×）5. 按无力矩理论求得的应力称为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。
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B. 正确
?
正确答案：A
12. 使梁变成凹形的弯矩为负弯矩，使梁变成凸形的弯矩为正弯矩。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
13. 在进行梁的弯曲强度计算时，对于抗拉和抗压强度不同的材料，只要求出最大拉应力，满足抗拉强度条件。
A. 错误B. 正确?正 Nhomakorabea答案：A
14. 横截面为正六角形的柱壳的直立薄壁容器，受均匀气体内压力作用，能用薄膜理论求解壁内应力。
?
正确答案：A
6. 16MnDR是低温压力容器专用钢材，其碳含量约为0.16%。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
7. 退火、正火和淬火这些热处理方法的目的都是降低硬度、提高塑性。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
8. 卧式圆筒形容器，其内无气体介质压力，只充满液体。因为圆筒内液体静载荷不是沿轴线对称分布的，所以不能用薄膜理论应力公式求解。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
4. 轴力图可以确定最大轴力的值及横截面危险截面位置，为强度计算提供依据。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
5. 由于圆筒壳上任一点的第一曲率半径为无穷大，第二曲率半径为圆筒的半径，推广到一般情况，任意回转壳体的第二曲率半径都小于其第一曲率半径。
A. 错误
B. 正确
B. 正确
?
正确答案：B
20. 因为从受力分析角度来说，半球形封头最好，所以不论在任何情况下，都必须首先考虑采用半球形封头。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
18. 我国第一部压力容器的国家标准是GB151-89《钢制管壳式换热器》。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
19. 整体补强就是用增加整个筒体或封头壁厚的办法来降低峰值应力，使之达到工程许可的程度。当筒身上开设排孔，或封头上开孔较多时，可采用整体补强的办法。
A. 错误
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
9. 因为从受力分析角度来说，半球形封头最好，所以在任何情况下，都必须首先考虑采用半球形封头。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
10. 平面力系问题的各类约束中，固定端约束存在1个约束反力。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
11. 平面力偶系平衡的充要条件是合力为零。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
15. 力偶没有合力，不能与一个力来代替，也不能用一个力来平衡。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
16. 物体在大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的两个力作用下必定处于平衡状态。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
17. 对于均匀腐蚀、氢腐蚀和晶间腐蚀，采取增加腐蚀裕量的方法，都能有效地解决设备在使用寿命内的腐蚀问题。
《化工设备设计基础》2015年秋学期在线作业（一）
一,判断题
1. 在补强圈上设置一个M10的螺纹孔，其目的是为了检验焊缝紧密性。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
2. 钢板卷制的压力容器筒体的公称直径指的是其内径，而无缝钢管做筒体时公称直径则是指其外径。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
3. 碳素结构钢的牌号是由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。