08化工设备机械基础试卷答案B新乡学院

新乡学院2009-2010学年第一学期期末考试

《化工设备机械基础》试题标准或参考答案及评分标准（B卷）

适用范围：08应化1-3班

一、名词解释（本题共5个小题，每小题4分，共20分）

本题主要考查学生对基本概念的掌握程度；

评分标准：每小题给出正确答案给4分，如果和本答案不一致，只要描述正确，给4分，部分正确可根据对错程度分别给1分或2分或3分，答案错误或不答给0分。

参考答案： 1. 疲劳强度：金属材料在循环应力下，经受无限次循环而不发生破坏的最大应力称为“疲劳强度”，用?r表示。

2. 断面收缩率：主要反应材料局部变形的能力。以试件拉断后，断面缩小的面积与原始截面面积A0的比值的百分数来表示，??A0?A?100%，A为试件断裂后的最小截面积。 A03.薄壁容器：根据容器外径D0与内径Di的比值K来判断，K?1.2为薄壁容器。 4.同素异构转变：在固态下晶格构造随温度发生变化的现象，称“同素异构转变” 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、简答题（本题共6个小题，每小题8分，共48分）

本题主要考查学生对基本问题的理解和掌握程度。 评分标准：

1.所答要点完整，每小题给6分；全错或不答给0分。 2.部分正确可根据对错程度，依据答案评分点给分。 试题： 1、壳体开孔满足哪些条件，可不另行补强？

参考答案： (1) 设计压力小于或等于2.5MPa；（2分）

(2) 两相邻开孔中心的间距(对曲面间距以弧长计算)应不小于两孔直径之和的两倍；（3分） (3) 壳体名义壁厚大于12mm，接管公称外径小于或等于80mm；壳体名义壁厚小于或等于12mm，接管公称外径小于或等于50mm。（3分）

试题： 2、画出低碳钢的拉伸应力—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。 参考答案：

（1）弹性变形阶段，弹性极限；（1分） （2）屈服阶段，屈服极限；（1分） （3）强化阶段、强度极限；（1分） （4）颈缩阶段或局部变形阶段。（1分） 画出应力—应变示意图，给4分

试题： 3、无力矩理论的基本假设有哪些？ 参考答案：

（1）小位移假设 壳体受力后各点的位移都远小于厚度。2分

（2）直线法假设 壳体在变形前垂直于中面的直线段，在变形前后仍保持直线，并垂直于变形

后的中面。3分

（3）不挤压假设 壳体各层纤维变形前后互不挤压。3分

试题： 3、画出低碳钢的拉伸应力—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。

参考答案：

（1）弹性变形阶段，弹性极限；（1分） （2）屈服阶段，屈服极限；（1分） （3）强化阶段、强度极限；（1分） （4）颈缩阶段或局部变形阶段。（1分） 画出应力—应变示意图，给4分

试题： 4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？ （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 参考答案：

（1）为三类容器；（2分） （2）为二类容器；（2分） （3）为二类容器；（2分） （4）为三类容器。（2分）并说明原因

试题： 5、 齿轮传动的优缺点有哪些？ 参考答案：

齿轮传动的优点：适用的圆周速度和功率范围广；效率较高；传动比准确；寿命较长； 工作可靠性较高。（4分）

齿轮传动的缺点：要求较高的制造和安装精度，成本较高；不适用远距离两轴之间的 传动。（4分）

试题： 6、焊接缺陷有哪些？如何如对焊接接头进行检测？ 参考答案： 焊接缺陷有： （1）焊接变形；（2分）

（2）焊缝的外部缺陷（焊缝过高、焊缝过凸、焊缝咬边、焊瘤）；（2分） （3）焊缝的内部缺陷（未焊透、夹渣、气孔、裂纹）。（2分） 焊缝检测手段有： （1）外观检查；（0.5分）（2）无损探伤；（0.5分）（3）水压气压试验；（0.5分） （4）焊接试板的力学性能试验。（0.5分）

六．计算题（本题共3个小题，第一题10分，第二题12分，第三题10分，共32分）

本题主要考查学生对所学知识的综合应用能力。 评分标准：按计算步骤给分，具体见各小题答案。

试题：（1）一个低合金钢内压反应塔，筒体内径Di?500mm，标准椭圆形封头，工作压力为2.0MPa（装有安全阀），工作温度300C，塔体采用单面手工电弧焊（有垫板），局部无损探伤，内部介质有轻微腐蚀性。试设计塔体壁厚，并校核水压试验强度。（????144MPa，

t0????170MPa，?s?345MPa，?T参考答案：

?pT?Di??e??0.9??s）

2?e解：设C2?1mm，焊接接头系数φ=0.8（焊接接头系数取0.8或0.9均可）

?d?2?????pctpcDi?C2?2?1.05(1)?500?1?5.6mm（5.4mm） （3分）

2?144?0.8?2?1.05安全系数取1或1.05都视为正确

查表知C1=0.6(0.2), 圆整为规格钢板，取?n?7mm(6mm)厚。（1分） 水压试验校核：

?T?pT?Di??e??2?e1.25?2?1.05?170?500?5.4?144?145MPa(155Mpa)（3分） 2?5.4(4.8)0.9??s?0.9?0.8?345?248.4MPa，?T?0.9??s

所以水压试验时强度足够。（3分）

试题：（2）外径为2000的低碳钢外压圆筒，筒体长4500mm，壁厚10mm，两侧封头凸面高度600mm，介质无腐蚀。试计算筒体能承受的许可外压，并判断发生侧向失稳后筒体横截面上产生的波形数是等于2还是大于2？（E?2?10MPa）

参考答案：

5??e（pcr?2.2E??D?0???eD0?2.55?E?2?10MPa） ，，p?2.59Ecr?LD0?31C1?0.8mm，C2?0mm，L?4500??600?2?4900mm （2分）

3 Lcr?1.17?D0D0?e?1.17?20002000?34501mm （2分） 9.2L?Lcr，为短圆筒，发生侧向失稳后筒体横截面上产生的波形数n?2。 （3分）

pcr?2.59E??eD0?LD02.5?9.2???2000??0.303MPa （3分） ?2.59?2?105???4900????2000?pcr?0.101MPa （2分） m2.5取m=3（稳定安全系数）, 则 ?p??试题：（3）简支梁总长为L, A端固定，B端可动，在C点处受集中荷载P的作用，画出此梁的

剪力图和弯矩图。

参考答案：

Q(x)?R?Pb(0?x1?a)1Al （3分） Pb M ( x 1 ) ? R x 1 ( 0 1 ) x?? x? aA1l aQ(x2)?RA?P??P(a ? x 2 ? l)

l Pb （3分）

M(x2)?RAx2?P(x2?a)?x2?P(x2?A) (a?x2?l)l 正确画出剪力图和弯矩图（4分）

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