《化工机械基础》试题及答案
化工机械基础试题及答案
一、名词解释(10分)1、无力矩理论:在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用,该情况下的应力状态与承受内压的薄膜相似,又称薄膜理论。
2、法兰的公称压力:以16MnR 在200℃时的力学性能为基础,其最大操作压力即为具有该尺寸法兰的公称压力。
3、泊松比:弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值,称为横向变形系数或泊松比。
就是一无量纲的量,其数值随材料而异,也就是通过试验测定的。
εεν'= 4、同素异构转变:在固态下晶体构造随温度发生变化的现象,称同素异构转变。
5、热脆:硫以FeS 的形态存在于钢中,FeS 与Fe 形成低熔点(9850C)化合物,而钢材的热加工温度一般在11500C-12000C 以上,当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂,称为“热脆”。
作图题(共10分)根据受力图画出剪力图与弯矩图(10分)三、问答题(共26分)1、 Q235-A ●F 代表 普通碳素钢 (钢种),其中Q 为 屈服强度的头一个拼音字母 ,235为 屈服强度值 ,A 表示 质量等级 ,F 表示 沸腾钢 ;0Cr18Ni9 代表 铬镍不锈钢 (钢种),18 表示 含铬18% , 9 表示 含镍9% ;ZL7代表 铸铝 (钢种); H80 代表 黄铜 (钢种),80 表示平均含铜80% 。
(5分)2.埋弧自动焊的优缺点就是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点就是什么？(5分) 埋弧自动焊的优点:1)生产效率高;2)焊缝质量高;3)劳动条件好缺点:不及手工电弧焊灵活,工件边缘准备与装配质量要求高、费工时,必须严格控制焊接规范。
不锈钢焊接可采用氩弧焊,用氩气为保护介质,就是惰性气体,既不与金属起化学反应也不溶于液态金属,可避免焊接缺陷,获得高质量的焊缝。
3.什么就是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断外压容器的类型？(8分)容器强度足够,却突然失去原有的形状,筒壁被压瘪或发生褶皱,筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形,这种现象称为弹性失稳。
化工机械基础考试题目及答案.doc
化工机械基础考试题目及答案.doc一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 化工设备中，承受内压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：B2. 化工设备中，承受外压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：A3. 化工设备的设计压力通常是指（）。
A. 设备的最高工作压力B. 设备的最低工作压力C. 设备的工作压力范围D. 设备的工作压力的平均值答案：A4. 化工设备的设计温度是指（）。
A. 设备的最高工作温度B. 设备的最低工作温度C. 设备的工作温度范围D. 设备的工作温度的平均值答案：A5. 化工设备中，承受真空的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：D6. 化工设备中，承受常压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：C7. 化工设备的设计温度通常是指（）。
A. 设备的最高工作温度B. 设备的最低工作温度C. 设备的工作温度范围D. 设备的工作温度的平均值答案：A8. 化工设备中，承受负压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：D9. 化工设备的设计压力和设计温度是（）。
A. 设备的最高工作压力和最高工作温度B. 设备的最低工作压力和最低工作温度C. 设备的工作压力范围和工作温度范围D. 设备的工作压力的平均值和工作温度的平均值答案：A10. 化工设备中，承受正压的容器称为（）。
A. 外压容器B. 内压容器C. 常压容器D. 真空容器答案：B二、多项选择题（每题3分，共30分）11. 化工设备的设计参数包括（）。
A. 设计压力B. 设计温度C. 设计容积D. 设计流量答案：A, B12. 化工设备承受的压力类型包括（）。
A. 内压B. 外压C. 常压D. 真空答案：A, B, C, D13. 化工设备的设计温度和工作压力是（）。
化工机械基础试题库及答案解析
化工机械基础试题库及答案解析一、单选题1. 下列关于化工设备材料选择的描述，错误的是：A. 根据介质的腐蚀性选择材料B. 根据设备的工作温度选择材料C. 根据设备的工作压力选择材料D. 根据设备的美观性选择材料答案：D2. 化工设备中，承受压力的部件通常称为：A. 壳体B. 封头C. 法兰D. 垫片答案：B3. 化工设备设计时，需要考虑的因素不包括：A. 设备的强度B. 设备的刚度C. 设备的重量D. 设备的颜色答案：D二、多选题1. 化工设备常见的腐蚀类型包括：A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 物理腐蚀D. 生物腐蚀答案：A、B、D2. 下列哪些因素会影响化工设备的使用寿命：A. 材料的耐腐蚀性B. 设备的维护保养C. 操作人员的技术水平D. 设备的制造工艺答案：A、B、C、D三、判断题1. 化工设备的设计必须满足工艺要求和安全要求。
（对）2. 化工设备的设计可以不考虑环境因素。
（错）3. 化工设备的材料选择应优先考虑成本。
（错）四、简答题1. 简述化工设备设计中的压力容器设计要点。
答案：压力容器设计要点包括：确定容器的工作压力和工作温度；选择合适的材料；确保容器的结构强度和刚度；考虑腐蚀和磨损的影响；进行必要的热应力分析；确保容器的密封性能；考虑操作和维护的便利性。
2. 描述化工设备中常见的密封方式及其适用场合。
答案：常见的密封方式包括：填料密封，适用于低速、低压力的场合；机械密封，适用于高速、高压力的场合；软密封，适用于腐蚀性介质和有毒介质的密封；硬密封，适用于高温、高压的场合。
五、计算题1. 已知某化工设备的设计压力为1.0MPa，设计温度为200℃，材料的许用应力为150MPa，求该设备的最小壁厚。
答案：根据公式t = (P * D) / (2 * σ)，其中P为设计压力，D为设备直径，σ为材料的许用应力，可计算出设备的最小壁厚。
2. 设计一个化工设备，其容积为5立方米，工作压力为0.5MPa，工作温度为100℃，材料为碳钢，求该设备的设计壁厚。
化工设备机械基础试题库(附参考答案)
化工设备机械基础试题库（附参考答案）一、单选题（共10题，每题1分，共10分）1、设计一容器，已知计算厚度8.5mm,腐蚀裕量1Omnb钢板负偏差0.3mm,其筒体名义厚度6n=（）mmA、11B、9.8C、10D、9.5正确答案：C2、填料塔中安装在填料层的底部,作用是防止填料穿过其而落下、支承操作时填料层的重量、保证足够的开孔率、使气液两相能自由通过的是（）A、填料的支承装置B、填料C、液体分布器D、填料限位器正确答案：A3、设计一容器，若工作压力为2MPa,若容器顶部装有爆破片，则其计算压力PC=（）MPaoA、2.30B、3.00C、3.25D、3.50正确答案：D4、一内压容器，计算压力为0.85MPa,设计温度为50℃；圆筒内径Di=1200mm,对接焊缝采用双面全熔透焊接接头，并进行局部无损检测；工作介质无毒性，非易燃，但对碳素钢、低合金钢有轻微腐蚀，腐蚀速率K≤0.1mm∕a,设计寿命B=20年。
采用Q235-C作为圆筒材料，钢板厚度为3"16mm时，Q235-C的[o]t=120MPa,查GB/T3274,钢板为7.5~25mm时∖C1=0.8mmo则设计厚度为（）mm。
（注:计算结果小数点后保留两位）A、5.02B、7.02C、5.20D、6.205、有关TSG21《固定式压力容器安全技术监察规程》适用的压力说法正确的是：（）A、工作压力大于IMPaB、工作压力大于等于IMPaC、工作压力大于等于0.IMPaD、工作压力大于0.01MPa正确答案：C6、设计一容器，已知计算厚度8.5mm,腐蚀裕量1.0mm,钢板负偏差0.3mm,其筒体有效厚度δ=（）mmeA、9.8B、10C、9.5D、8.7正确答案：D7、直径较大的板式塔,为便于制造、安装、检修，可将塔盘板分成数块,通过（）送入塔内，装在焊于塔体内壁的塔盘支承件上。
A、接管B、检查孔C、手孔D、人孔正确答案：D8、填料塔中将液相加料及回流液均匀地分布到填料表面的是（）A、填料限位器B、填料的支承装置C、填料D、液体分布器正确答案：D9、常见的管壳式换热器和板式换热器属于以下哪种类型的换热器：（）A、直接接触式换热器B、间壁式换热器C、中间载热体式换热器D、蓄热式换热器10、球壳的中径D为60Omnb壁厚为8ι≡ι其第一曲率半径为（）mm°A、296B、300C、304D、8正确答案：B二、判断题（共90题，每题1分，共90分）1、浮头式换热器中两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头。
化工机械基础（第二版）第一篇部分习题解答
第一篇习题答案3．起吊设备时为避免碰到栏杆，施一水平力P ，设备重G=30kN ，求水平力P 及绳子拉力T 。
解：（1）为研究对象，画受力图。
（2）选坐标轴，列平衡方程。
∑∑=-︒==-︒=030cos 0030sin 0G T FP T F yx由式（b ）得，KN G T 64.34866.03030cos ==︒= （320）代入式（a ），得KN T P 32.175.064.3430sin =⨯=︒= （310）6. 梯子由AB 与AC 两部分在A 处用铰链联结而成，下部用水平软绳连接如图放在光滑面上。
在AC 上作用有一垂直力P 。
如不计梯子自重，当P ＝600N ，a=75℃，h=3m ，a ＝2m 时，求绳的拉力的大小。
Pxy(a)(b)`（1）取整体为研究对象，列平衡方程0cos 2cos 0)(=-=∑ααL N Pa F MB ClPa N B 2=（2） 取AB 杆为研究对象、0cos 2cos 0)(=-=∑ααL N Pa F MB A0cos =-αl N Th B =⨯︒⨯⨯==⋅==3275cos 26002cos cos 2cos h Pa h l l Pa h l N T B ααα51.76N10、两块Q235-A 钢板对焊起来作为拉杆，b=60mm ，δ=10mm 。
已知钢板的许用应力为160MPa ，对接焊缝许用应力[σ]＝128MPa ，拉力P=60KN 。
试校核其强度。
答：600001006010N P MPa A b σδ====⨯因[]128MPa σσ<=NN BN A故强度足够。
12、简易支架可简化为图示的铰接三角形支架ABC 。
AB 为圆钢杆，许用应力[σ]=140MPa ；BC 为方木杆，许用应力[σ]=50MPa 。
若载荷P=40KN ，试求两杆的横截面尺寸。
解：（1）以点为研究对象，画受力图如下。
（2）利用平衡条件求F ab 、F bc0cos 0xBC AB F F F α=-=∑ (1) 0sin 0yBC FF P α=-=∑ (2)由已知条件sin cos αα==由式（2代入（1）式，得（3）求AB 杆的横截面尺寸220000143[]140AB AB AB N A mm σ≥== 221434AB A d mm π==14d mm =（4）求BC 杆的横截面尺寸244721894[]50BC BC BC N A mm σ≥== 22894BC A a mm ==30a mm =------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------P17(b) 试列出图示各梁的弯矩方程，并画弯矩图，求出M max 解：（1）求支座反力()00BA MF N l Pa =-=∑A PaN l=00yB A FN N P =--=∑()B Pa P l a N P l l+=+=（2）写弯矩方程式 取A 点为原点AB 段：1111(0)A PaM N x x x l l=-=-≤≤BC 段：221()()M P l a x l x l a =-+-≤≤+（3）求特征点弯矩 M A =0 M c =0 MB=-pa (4)画弯矩图（5）求最大弯矩max M Pa =17(g) 试列出图示各梁的弯矩方程，并画弯矩图，求出M max 解：取B 为原点，向左为x 轴正向221(0)2M ql qx x l =-≤≤22A ql M = 2B M q l =画弯矩图如右2max M ql =17(m) 试列出图示各梁的弯矩方程，并画弯矩图，求出M max 解：（1）求支座反力22()0220Bc MF qa qa N a =--=∑2C qaN =020yB C FN N qa =+-=∑N BN Apaql 232B qaN =（2）写弯矩方程式 取A 点为原点 AC 段：211(0)M qa x a =≤≤BC 段：222222223(3)(3)(3)222B qx q M N a x a x qax a x a =---=-≤≤（3）求特征点弯矩2A M qa = 2C M q a= 0B M = （4）画弯矩图（5）求最大弯矩由高数知，最大弯矩在x =1.5a 处2max98qa M =19。
(完整版)化工机械基础试题及答案
一、名词解释（10分）1、无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用，该情况下的应力状态和承受内压的薄膜相似，又称薄膜理论。
2、法兰的公称压力：以16MnR 在200℃时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该尺寸法兰的公称压力。
3、泊松比：弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值，称为横向变形系数或泊松比。
是一无量纲的量，其数值随材料而异，也是通过试验测定的。
εεν'= 4、同素异构转变：在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称同素异构转变。
5、热脆：硫以FeS 的形态存在于钢中，FeS 和Fe 形成低熔点（9850C ）化合物，而钢材的热加工温度一般在11500C-12000C 以上，当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂，称为“热脆”。
二．作图题（共10分）根据受力图画出剪力图和弯矩图（10分）三、问答题（共26分）1. Q235-A ●F 代表 普通碳素钢 （钢种），其中Q 为 屈服强度的头一个拼音字母 ，235为 屈服强度值 ，A 表示 质量等级 ，F 表示 沸腾钢 ；0Cr18Ni9 代表 铬镍不锈钢 （钢种），18 表示 含铬18% ， 9 表示 含镍9% ；ZL7代表 铸铝 （钢种）； H80 代表 黄铜 （钢种），80 表示平均含铜80% 。
（5分）2．埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点是什么？（5分） 埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好缺点：不及手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高、费工时，必须严格控制焊接规范。
不锈钢焊接可采用氩弧焊，用氩气为保护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也不溶于液态金属，可避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。
3．什么是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断外压容器的类型？（8分）容器强度足够，却突然失去原有的形状，筒壁被压瘪或发生褶皱，筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形，这种现象称为弹性失稳。
最新天大.6《化工机械基础》期末试题及答案
2004.6 《化工机械基础》期末试题 (A) 答案一、名词解释（10分）1、名义屈服极限：对于没有明显屈服极限的材料，规定用出现0.2%塑性变形时的应力作为名义屈服极限，用2.0σ表示。
2、冲击韧度：材料的抗冲击能力常以使其破坏所消耗的功或吸收的能除以试件的截面面积来衡量，称为材料的冲击韧度，以k α表示，单位J/cm 2。
3、薄壁容器：根据容器外径0D 与内径i D 的比值K 来判断，2.1≤K 为薄壁容器。
iD D K 0=4、筒体的弹性失稳：在外压作用下，筒体突然失去原有形状的现象称为弹性失稳。
5、垫片密封比压力：在法兰密封中形成初始密封条件的压紧应力叫垫片密封比压力。
二．问答题（共42分）1、画出低碳钢的拉伸和压缩应力—应变示意图，简要说明各个阶段的名称以及各种极限应力的名称。
（8分）（1）弹性变形阶段，弹性极限或比例极限； （2）屈服阶段，屈服极限； （3）强化阶段、强度极限； （4）颈缩阶段或局部变形阶段。
2．不锈钢为什么含碳量都很低？（4分）在铬不锈钢中，起决定作用的主要元素是铬。
由于钢中存在的碳元素能与铬形成铬的碳化物，因而消耗了铬，致使钢中的有效铬含量减少，使钢的耐腐蚀性降低，故不锈钢中的含碳量都是较低的。
3．下列钢号各代表何种钢，符号中的字母和数字各有什么意义？（8分）Q235-A.F 代表普通碳素钢（钢种），其中Q为屈服强度的头一个拼音字母，235为屈服强度值，A表示质量等级，F表示沸腾钢。
20代表优质碳素钢，20为含碳量0.2%。
16MnDR 代表普通低合金钢，含碳量0.16%，含Mn小于1.5%，D表示低温用钢，R 代表容器用钢HSn70-1 代表锡黄铜（钢种），又称海军黄铜，H为黄铜牌号，70 表示平均含铜70%，1表示含锡1%，含锌29%。
4．手工电弧焊、埋弧自动焊和氩弧焊的特点是什么？（6分）手工电弧焊：设备简单，操作灵活，对空间不同位置、不同接头形式的焊缝均能方便地进行焊接，被广泛使用。
化工机械基础试卷及答案
《化工设备机械基础》试卷（A）班级学号姓名得分一、填空题（每空0.5分，共20分）1、机械传动按其工作原理可分为和两大类，机械传动的作用有、。
2、常用的减速器类型有、、和。
3、换热器出现腐蚀的原因有、、和。
4、压力容器的安全附件有、、、和。
5、说明下列碳钢、合金钢牌号的意义：20 20RQ235 16Mn1Cr18Ni9Ti 0Cr13７、根据磨损产生的原因和磨损过程的本质，可分为、、和根据磨损延长时间的长短，可分为和。
根据磨损的规律，可将磨损分为、和三个阶段。
８、润滑油的润滑形式有、、和。
９、根据腐蚀的机理，可将腐蚀分为、。
常用的防腐措施有、。
二、选择题（每题2分，共３０分）1、传动比（i ）是机械传动一项很重要的参数，减速传动的传动比应――――――( )A、i ＜1B、i ＝1C、i ＞12、键联接是常见的轴毂联接，下列哪一种键联接传载大―――――――――――――( )A、平键联接B、半月键联接C、楔键联接3、被联接件之一较厚，不宜制作通孔，需经常拆卸，宜采用――――――――－――( )A、螺栓联接B、双头螺柱联接C、螺钉联接4、带传动靠来传递运动和动力的。
――――――――――――――――( )A、主轴的动力B、主动轮的转矩C、带与带轮间的摩擦力5、渐开线上任一点的法线必与基圆―――――――――――――――――――――――( )A、相离B、相切C、相交6、我国规定标准渐开线齿轮基圆上的压力角为――――――――――――――――――( )A、18°B、20°C、22°7、在螺纹联接的防松方法中，弹簧垫圈属于防松。
――――－―――――――( )A、利用摩擦B、利用机械C、永久8、在带传动中，当传递的功率一定时，若带速降低，则传递的圆周力就，就容易发生打滑。
―――――――――――――――――――――――――――――――――( )A、减小`B、明显地减小C、增大9、普通平键是依靠键的传递扭矩的。
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2012 《化工机械基础》试题答案(48学时)
一、名词解释（10分）
1、无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用，该情况下的应力状态和承受
内压的薄膜相似，又称薄膜理论。
2、法兰的公称压力：以16MnR 在200℃时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该尺寸法兰的公称压力。
3、泊松比：弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值，称为横向变形系数或泊松
比。
是一无量纲的量，其数值随材料而异，也是通过试验测定的。
ε
εν'=
4、同素异构转变：在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称同素异构转变。
5、热脆：硫以FeS 的形态存在于钢中，FeS 和Fe 形成低熔点（9850C ）化合物，而钢材的热
加工温度一般在11500C-12000C 以上，当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂，称为“热脆”。
二．作图题（共10分）
根据受力图画出剪力图和弯矩图（10分）
三、问答题（共26分）
1. Q235-A ●F 代表 普通碳素钢 （钢种），其中Q 为 屈服强度的头一个拼音字母 ，235为 屈服强度值 ，A 表示 质量等级 ，F 表示 沸腾钢 ；0Cr18Ni9 代表 铬镍不锈钢 （钢种），18 表示 含铬18% ， 9 表示 含镍9% ；ZL7代表 铸铝 （钢种）； H80 代表 黄铜 （钢种），80 表示平均含铜80% 。
（5分）
2．埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点是什么？（5分） 埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好
缺点：不及手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高、费工时，必须严格控制焊接规范。
不锈钢焊接可采用氩弧焊，用氩气为保护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也不溶于液态金属，可避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。
3．什么是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断外
压容器的类型？（8分）
容器强度足够，却突然失去原有的形状，筒壁被压瘪或发生褶皱，筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形，这种现象称为弹性失稳。
其实质是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。
侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形，产生的波形数n=2时，为长圆筒；n>2时，为短圆筒；如只发生强度破坏，无失稳则为刚性筒。
4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（8分）
（1） 直径为2000mm ，设计压力为10Mpa 的废热锅炉 （2） 设计压力为0.6Mpa 的氟化氢气体储罐 （3） 设计压力为1.0Mpa 的搪玻璃压力容器 （4）
p 为4Mpa 的剧毒介质容器
（1） 为三类容器；（2）为二类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。
四、计算题（共54分）
1、 一个低合金钢内压反应釜，内径mm D i 1000=，工作压力MPa 0.2（装有安全阀），工
作温度C 0
300，釜体采用单面手工电弧焊（有垫板），全部无损探伤，内部介质有轻微腐蚀性，试设计反应釜筒体壁厚，并校核水压试验强度。
（[]MPa t
144=σ
[]MPa 170=σ MPa s 345=σ，()s
e
e i T T D p ϕσδδσ9.02≤+=
）（10分）
表 钢板负偏差C l （mm ）
解：设壁厚mm 11，mm C 8.01=，mm C 12= []mm C p
pD t
i d 97.98.105
.129.01442100005.122=+⨯-⨯⨯⨯⨯=
+-=
ϕ
σ
δ
圆整为规格钢板，取mm n 10=δ厚。
水压试验校核：()()
MPa D p e
e i T T 5.1902
.822.81000144170
05.1225.12=⨯+⨯⨯⨯=
+=
δδσ
MPa s
5.2793459.09.09.0=⨯⨯=ϕσ
，s
T ϕσ
σ9.0<，所以水压试验时强度足够。
2、 低碳钢外压圆筒，外径mm D 10400=，测量壁厚为mm 20，内部介质无腐蚀性，钢板
负偏差mm C 8.01=，筒体长mm 5000，两侧为椭圆封头，凸面高度mm 300，求该筒体的许用外压。
（弹性模量为MPa 5102⨯）（6分）
解：mm L cr 89552
.1910401040
17.1=⨯= 属短圆筒，
M P a p cr 80.41040520010402.1910259.25
.25
=⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯⨯= ， []MPa m
p p cr 6.1==
3、 截面直杆如图，已知：212cm A =，224cm A =，
2
36cm A =，2
/200m GN E =，求出各截面的轴
力，画出轴力图，并求杆的总伸长。
（10分） 解：
mm
m EA L P EA L P EA L P L 625.01025.610
61020010
2.15010
41020010
5.1201021020010
0.1204
4
9
3
4
9
3
4
9
33332
221
11-=⨯-=⨯⨯⨯⨯⨯-+
⨯⨯⨯⨯⨯+
⨯⨯⨯⨯⨯-=+
+=
∆----
4、已知GPa E 200=，梁的直径为50mm ，m kN M .2=，
m a 2.0=，m L 3.0=，求危险横截面上最大正应力，并求悬
臂梁的挠曲线方程和自由端的挠度和转角。
（12分） 解：
MPa J y M
Z
16305
.064
2
/05.01024
3
max
max
max =⨯⨯=
⋅=
πσ
M f EJ
Z
-=''，积分：D Mx f EJ
Z
+-='，F
Dx Mx
f EJ
Z
++-
=2
2
1
边界条件：0=x 时，0,0='=f f ，解得：0,0==D F 悬臂梁的挠曲线方程为：2
2
2
10
63.12x
x
EJ M f Z
-⨯-=-=
, （a x ≤≤0）
()
)1.0(10
52.6)2
(23
2
-⨯-=-
-=---=
-x a x EJ
Ma EJ
Ma a x a EJ
M f Z Z
Z
, l x a ≤≤
自由端的转角：rad
EJ
Ma Z
C B 3
10
52.6-⨯-=-
==θθ
自由端的挠度：m
a L EJ
Ma a L f f Z
C C B 3
10
30.1)2
()(-⨯-=-
-=--=θ
5、如图所示，扭矩m kN M
n
.2=，轴向力kN P 100=，作用在直径mm D 50=的钢轴上
若[]MPa 170=σ，求圆轴外圆周的危险点A 处（1）主应力的大小；（2）主平面位置；（3）最大剪应力；（4）分别用第三、第四强度理论计算该点的相当应力。
（12分）
解：MPa A
P x 93.50-=-
=σ，MPa D
M
n
xy y
49.8116
3
-==
=π
τσ
M P a M P a xy y
x
y
x 84.11092.592
2
2
2
min
max -=+⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛-±
+=
τσσσ
σσσ 0
00068.5332.362
.322或-=-=--
=ασ
σ
ταy
x
xy
tg
因为y x σσ<，0max 045>α，所以0max 068.53=α MPa MPa
84.1100
92.59321-===σσσ
MPa 38.852
3
1max =-=
σστ
[]σσσσ≤=-=MPa r 8.170313
()()()
[][]σσσσσ
σ
σ
σ≤=-+-+-=
MPa
1.1502
12
132
32
22
1
4
6、一设备法兰的操作温度为2800C
，工作压力为0.4MPa ，当材料为Q235-A 和15MnVR 时
应分别按何种公称压力级别确定法兰的几何尺寸。
（4分）
解：Q235-A 应按公称压力1.0MPa 级别确定法兰的几何尺寸。
15MnVR 应按公称压力0.6MPa 级别确定法兰的几何尺寸。