1、化工设备机械基础复习题一、填空题 1、强度是指构件的能力。 2、刚度是指构件的能力。 3、稳定性是指构件平衡状态的能力。 4、如物体相对于地球静止或作匀速运动,则称物体处于。 5、物体受外力作用变形时,其内部各部分之间因相对位置改变而引的相互作力称为 6、脆性材料的安全系数一般取得比塑性材料要。 7、在轴向拉伸式压缩时,杆件不但有变形,同时也发生变形。 8、扭转是的又种变形方式。 9、=Gr称为虎克定律。 10、弯曲是工程实际中最常见的一种变形形式。 11、简支梁是梁的一端为固定铰支座,另一端为。 12、外伸梁是简支梁的一端或伸出支座之外。 13、悬臂梁是梁的一端固定,另一端。 14、最大拉应
2、力理论又称强度理论。 15、最大伸长线应变理论又称强度理论。 16、最大剪应力理论又称强度理论。 17、形状改变比能理论,又称强度理论。 18、构件在工作时出现随时间作周期变化的应力称为应力。 19、硬度是用来固体材料软硬程度的力学性能指标。 20、裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展的能力称为断裂。 21、化工设备的密封性是一个十分的问题。 22、化工设备的耐久性是根据所要求的年限来决定。 23、发生边缘弯曲的原因是由于变形不连续。 24、当q/b=2时为标准型椭圆形封头。 25、圆柱壳体的环向应力为=PD/2 26、球形壳体的环向应力为=PD/4 27、d是圆筒的厚度。 28、是圆筒的厚度。 29、有
3、效厚度e=+ 30、凸形封头包括半球形封头封头、碟形封头、球冠形封头四种。 31、碟形封头由以Ri为半径的球面,以r为半径的和高度为h0的直边三部分组成。 32、锥形封头在同样条件下与凸形封头比较,其情况较差。 33、球冠形封头在多数情况下用作容器中两独立受压室的封头。 34、刚性圆筒,由于它的厚径比e/D0较大,而长径比L/D0,所以一般不存在因失稳破坏的问题。 35、加强圈应有的刚性,通常采用扁钢、角钢、工字钢或其它型钢组成。 36、卧式容器的支座有圈座和支腿三种。37、立式容器有耳式支座、腿式支座和裙式支座四种。 38、法兰按其整体性程度可分为松式法兰、法兰和任意式法兰三种。 39、国家
4、标准中的手孔的公称直径有和DN250两种。 40、手带一般由数层帆布而成并用接头联接成环形带。 41、V带的横截面为,其工作面是与轮槽相接触的两侧面。二、问答题1、构件在外力作用下,安全可靠地进行工作应满足哪些力学条件?2、常见典型平面约有几种?3、材料力学对变形固体作了哪些假设?4、提高梁弯曲强度和刚度的措施?5、引构件产生交变应力的原因有哪些?6、提高构件疲劳强度的措施?7、化工容器零部件标准化的意义是什么?8、从容器的安全、制造、使用等方面说明对化工容器机械设计有哪些基本要求?9、轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围?10、压力试验的种类?11、在简体与锥形封头联接时,可采用哪两种方法来降低
5、联接处的边缘应用?12、影响外压容器临界压力的因素有哪些?13、为安全,可拆连接、法兰必须满足哪些基本要求?14、带传动的优缺点?15、轮齿失效有哪几种形式?16、滚动轴承的主要失效形式是什么?三、计算题1、用三轴钻床在水平工件上钻孔时,每个钻头对工件施加一个力偶(如图)。已知三个力偶的矩分别为:M1=1kNm;M2=1.4kNm;M3=1kNm,固定工件的两螺栓A和B与工件成光滑面接触,两螺栓的距离l=0.2m,求两螺栓受到的横向力。 400 720 nnd o M A A h F M2 45 B M3 l B C 题1图 题2图 题3图2、如图所示,有一管道支架ABC。A、B、C处均为理想
6、的圆柱形铰链约束。以知该支架承受的两管道的重量均为G=4.5kN,图中尺寸均为mm。试求管架中梁AB和BC所受的力。3如图(a)表示齿轮用平键与轴连接,已知轴直径d=70mm ,键的尺寸为hl=20mm12mm100mm,传递的扭转的扭转力偶矩M=2kNm,键的许用切应力=60MPa,p=100MPa,试校核键的强度。 4、如图所示结构中梁AB的变形及重量可忽略不计。杆1为钢制圆杆,直径d1=20mm,E1=200;杆2为铜制圆杆,直径d2=25mm,E2=100GPa。试问:(1)载荷F加在何处,才能使梁AB受力后仍保持水平?(2)若此时F=30kN,求两拉杆内横截面上的正应力。 1 1.5
7、m x F 2 1m q A B l 2m题4图 题7图5、以圆轴以300r/min的转速传递331kW的功率。如=40MPa,=0.5/m,G=80GPa,求轴的直径。6、一外伸梁受均布载荷和集中力偶作用,如图所示(见答案),试作此梁的剪力图和弯矩图。7、钢轴如图所示,已知E=80GPa,左端轮上受力F=20kN。若规定支座A处截面的许用转角,=0.5,试选定此轴的直径。8、如图所示(见答案)为一能旋转的悬臂式吊车梁,有28号工字钢做的横梁AB及拉杆BC组成。在横梁AB的中点D有一个集中载荷F=25kN,已知材料的许用应力=100MPa,试校核横梁AB的强度。9、如图所示钻床,若F=15kN
8、,材料许用拉应力t=35MPa,试计算圆立柱所需直径d。 400 F M FN m m F m m F d立柱 题9图(a) 题9图(b)10、某球形内薄壁容器的最大允许工作压力Di=10m,厚度为n=22mm,若令焊接接头系数=1.0,厚度附加量为C=2mm,试计算该球形容器的最大允许工作压力。已知钢材的许用应力t=147MPa.11、乙烯储槽,内径1600mm,厚度为n=16mm,设计压力p=2.5MPa,工作温度t=35C,材料为16MnR,双面对接焊,局部探伤,厚度附加量C=1.5mm,试校核强度。12、某化工厂反应釜,内径为1600mm,工作温度为5105C,工作压力为1.6MPa,
9、釜体材料选用0Gr18Ni10Ti。焊接采用对接焊,局部无损探伤,椭圆封头上装有安全阀,试设计筒体和封头的厚度。13、今欲设计一台内径为1200mm的圆筒形容器。工作温度为10C,最高工作压力为1.6MPa。筒体采用双面对焊接,局部探伤。端盖为标准椭圆形封头,采用整板冲压成形,容器装有安全阀,材质为Q235-B。已知其常温s=235MPa,b=370MPa,ns=1.6,nb=3.0。容器为单面腐蚀,腐蚀速度为0.2mm/a。设计使用年限为10年,试设计该容器筒体及封头厚度。14、已知V带传动的功率P=5.5kW,小带轮基准直径D1=125mm,转速n1=1400r/min,求传动时带内的有效
10、拉力Fe。15、已知一V带传动,小带轮基准直径D1=140mm,大带轮基准直径D2=355mm,小带轮转速n1=1400r/min,滑动率=0.02,试求由于弹性滑动在5min内引起的大带轮转数的损失。16、已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮=20,m=5mm,z=50,试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。17、有一标准阿基米德蜗杆传动,已知其模数m=5mm,d1=50mm,蜗杆头数z1=1,蜗轮齿数z2=30,试计算主要几何尺寸。18、已知一起重机卷筒的滑轮轴承所承受的最大径向载荷F=50000N,卷筒转速n=12r/min,轴颈直径d=80mm,试按非液体摩擦状态设计此轴承。19、如图所示,A、B、C点表示三个受外力的钢制圆筒,材质为碳素钢,S=216MPa,E=206GPa。试回答(1)A、B、C三个圆筒各属于哪一类圆筒?它们失稳时的波形数n等于(或大于几)?(2)当圆筒改为铝合金制造时(S=108MPa,E=68.7GPa),它的许用外压有何变化?变化的幅度大概是多少?(用比值pa/ps=?表示)。A D0eC B=p(D0/e) B