化工设备机械基础(化工机械基础试题及答案)

　　1、名词解释（10分）1.无扭矩理论：弯矩的作用忽略在旋转薄壳的应力分析中。在这种情况下，应力状态类似于内压薄膜，也称为薄膜理论。2、法兰公称压力：16MnR在200℃以机械性能为基础，其最大操作压力为该尺寸法兰的公称压力。3.泊松比:弹性阶段杆件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。它是一个无量纲的量，其值随材料而异，也是通过试验确定的。

　　添加图片注释，不超过140字(可选)

　　4.同素异构转化：晶体结构在固态下随温度变化的现象称为同素异构转化。5、热脆：硫以FES的形式存在于钢中，FeS与Fe形成低熔点(9850C）钢的热加工温度一般为11500C-12000C在钢材热加工过程中，由于FES化合物的过早熔化而导致工件开裂，称为“热脆”。2.根据受力图画出剪力图和弯矩图(10分)作图题(共10分)

　　三、问答题(共26分)1.Q235-AF代表普通碳钢(钢种)，Q是屈服强度的第一个拼音字母，235是屈服强度值，A表示质量等级，F表示沸腾钢；0Cr18Ni9代表铬镍不锈钢(钢种)，18代表含铬18%，9表示含镍9%；ZL7代表铸铝(钢种)；H80代表黄铜(钢)

　　80意味着平均铜含量为80%。（5分）

　　2.埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接的方法和特点是什么（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：不如手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高，耗时，焊接规范必须严格控制。

　　氩弧焊可用于不锈钢焊接。氩气是一种惰性气体，既不与金属发生化学反应，也不溶于液体金属。它可以避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。

　　3.外压容器的不稳定性是什么？简要介绍外压容器侧向不稳定的形式，说明如何通过不稳定的情况判断外压容器的类型（8分）

　　容器强度足够，但突然失去原来的形状，气缸壁压缩或起皱，气缸壁的环截面立即变成曲波形，称为弹性不稳定。本质上，容器筒壁内的应力状态具有简单的压应力平衡跳跃，成为主要弯曲应力的新平衡。本质上，容器筒壁内的应力状态具有简单的压应力平衡跳跃，成为主要弯曲应力的新平衡。

　　当侧向不稳定时，壳体截面由原来的圆形压缩而呈波形，产生波形数n=二时，为长圆筒；n>2.为短圆筒；如果只发生强度损伤，则为刚性圆筒，无失稳。

　　4.下列容器属于一、二、三类容器(8分)。

　　（1）直径为2000mm，设计压力为10Mpa的废热锅炉

　　(2)氟化氢气体储罐设计压力为

　　(3)设计压力为搪玻璃压力容器

　　（4）p为4Mpa剧毒介质容器

　　（1）δ10D．σs1=σs2，δ5=δ10

　　56.从经济角度来看，塑料材料采用哪种截面形式的梁最合理？（A）。

　　A．工字钢B．矩形C．圆形D．T型

　　57.以下哪些设备不属于三类压力容器？（D）。

　　A．高压容器B移动压力容器

　　C．球形容器D．低压容器

　　58.当低碳钢材料在拉伸试验过程中没有明显的塑性变形时，最大应力应小于的值（B）

　　A．比例极限B．屈服极限C．强度极限D．许用应力

　　59.图表单向均匀拉伸的板条。在受力前，在其表面画两个正方形a和b，受力后正方形a、b分别变为（C）

　　A.正方形，正方形B.正方形，菱形

　　C.矩形、菱形D.矩形，正方形

　　60、图表结构，杆1的材料为钢，杆2的材料为铝，两杆的横截面积相等。节点在力F的作用下A（A）

　　A.向左下移动

　　B.向铅垂直方向移动

　　C.向右下移动

　　D.不动

　　61.以下介质中不能用作气压试验的气体是（C）

　　A．氮气B空气干燥干净C．二氧化碳D．惰性气体

　　62.图示平板，如果变形前在板面上划出两个平行线段AB和两个平行线段，则两端受到均布载荷q的影响CD，则变形后（A）

　　A.AB∥CD，α角减小B.AB∥CD，α角不变

　　C.AB∥CD，α角增大D.AB不平行于CD

　　63.如果一半是钢，另一半是铝，一等直拉杆在两端承受拉力。则两段的（B）

　　Ａ.相同的应力，相同的B变形.相同的应力，不同的变形

　　Ｃ.不同的应力变形相同的D.不同的应力，不同的变形

　　64.从制造的角度来看，制造椭圆形、半球形、锥形和平板密封头的顺序是从易到难（D）

　　A.半球形、椭圆形、锥形、平板B锥形、平板、椭圆形、半球形

　　C.平板、椭圆形、锥形、半球形D.平板、锥形、椭圆形、半球形

　　65.外压长筒失稳时，波数为（B）

　　A.整数大于2B．2C．3D．4

　　66、关于内力与应力的关系，正确的说法是（D）

　　A.内力是应力的矢量和B.内力是应力的代数和

　　C.应力是内力的平均值D.应力是内力的分布集度

　　67、关于σ有以下四种讨论，请判断哪一个是正确的。（C）

　　A.当弹性应变为%时，应力值B.总应变为%时的应力值

　　C.当塑性应变为%时，应力值D.当塑性应变为应力值时

　　68.在轴向拉伸的杆件中选择一点，围绕该点获得的单元体的应力状态属于（B）

　　A.单向应力状态B二向应力状态

　　C.三向应力状态D。平面应力状态

　　69.悬臂梁的截面如图所示，其中C为截面形心，梁的横截面（C）

　　A.中性轴为z1.上边缘最大拉应力

　　B.中性轴为z1，最大拉应力在下边缘

　　C.中性轴为z0.上边缘最大拉应力

　　D.中性轴为z0，最大拉应力在下边缘

　　总的来说，化工容器通常属于轴对称问题，是因为（D）

　　71.以下材料一般不适合制造化工容器（B）

　　A．Q235AB．HT200C．20RD．16MnR

　　72.一个扭圆棒如图所示。m-m截面上的扭矩等于（D）

　　A.Tm?m=M M=2MB.Tm?m=M M=2MB.Tm?m=M?M=0

　　C.Tm?m=2M?M=MD.Tm?m=?2M M=?M

　　73、低碳钢加载→卸载→再加载路径有以下四种，正确的是（D）

　　A．OAB→BC→COAB

　　B．OAB→BD→DOAB

　　C．OAB→BAO→ODB

　　D．OAB→BD→DB

　　74.某一梁段的弯矩方程为M(x)=(qlx－qx2)/2，剪力方程为（C）

　　A．Q(x)=ql－2qxB．Q(x)=－q

　　C．Q(x)=ql/2－qxD．Q(x)=qlx－qx2

　　75.以下变形可以恢复（B）

　　A．塑性变形B．弹性变形C．弯曲变形D．拉伸变形

　　关于材料的力学性能，结论如下，请判断哪一个是正确的。（A）

　　A脆性材料的抗拉能力低于其抗压能力

　　B脆性材料的抗拉能力高于其抗压能力

　　C塑料材料的抗拉能力高于其抗压能力

　　D脆性材料的抗拉能力等于其抗压能力

　　77.塑性材料和脆性材料的危险应力分别是（C）

　　A．σe和σbB．σp和σbC．σs和σbD．σp和σs

　　78.受内压和风压影响的塔式设备的应力状态可转化为（A）

　　A拉伸与弯曲的结合B压缩与弯曲的结合

　　C弯曲与扭转的组合D。拉伸与扭转的组合

　　80、在高温下，除了强度极限和屈服极限的下降，材料也会发生（C）

　　A．疲劳现象B．断裂现象C．蠕变现象D．热脆现象

　　81.内压圆筒壳体，其薄膜应力为（C）

　　A经向应力是环向应力的两倍B经向应力等于环向应力

　　C。环向应力是经向应力的两倍D。环向应力是经向应力

　　82.应考虑设备上接管的外伸长度（D）

　　A.设定的保温层厚度B安装螺栓很方便

　　C.易于安装加固结构D．A和B

　　83.压力容器上的开口不会造成以下现象（C）

　　A．应力集中B削弱设备的强度

　　C增加容器设计厚度D局部应力较大

　　84.下列钢材不应用于制造容器（C）

　　A．16MnRB．20RC．0Cr18Ni9TiD．45

　　85.桶形容器的直径是D，第二曲率半径为（D）

　　86.对椭圆形封头的错误描述是（A）。

　　A密封头越扁，压力性能越好B.标准封头a/b=2

　　C密封头越平，越容易压制D．封头的a/b增加会导致应力增加

　　87.容器强度设计获得的名义厚度不包括以下哪一项（D）。

　　A．负偏差B．腐蚀余量C．圆整值D．最小厚度

　　88.低碳钢拉伸过程中哪个阶段符合虎克定律？（A）。

　　A．负偏差B．腐蚀余量C．圆整值D．最小厚度

　　88.低碳钢拉伸过程中哪个阶段符合虎克定律？（A）。

　　A．弹性阶段B．屈服阶段C．强化阶段D局部变形阶段

　　89.以下理论可以解释铸铁材料的拉伸和扭转损伤（A）。

　　A.最大拉应力理论B.最大伸长线应变理论

　　90.哪个容器容易失稳？（D）。

　　A．低压容器B．高压容器C．内压容器D．外压容器

　　91、压力容器专用钢哪种材料？（B）。

　　A．Q235AB．20RC．20gD．1Cr13

　　92.当圆轴扭转时，以下哪个部位承受最大的剪切应力？（C）。

　　A。横截面圆心处B.每个部分都一样大

　　C。横截面外表面D。横截面与圆心、外表面等距离

　　93.以下哪种材料属于不锈钢？（C）。

　　94.交变应力损坏构件称为（A）。

　　A．疲劳B．失稳C．破坏D．失效

　　以下哪一项改进不能节省材料（C）。

　　A搅拌浆实心轴变成空心轴B矩形梁变成工字钢梁

　　C圆梁变成槽钢梁D槽钢梁变成工字钢梁

　　96以下哪种材料是锅炉专用钢？（C）。

　　A．Q235A-FB．20RC．20gD．1Cr13

　　97.以下叙述是正确的（A）。

　　A球形容器的经向应力等于环向应力

　　B。圆柱形容器的经向应力等于环向应力

　　C球形容器的经向应力大于环向应力

　　D。圆柱形容器的经向应力大于环向应力

　　98.综合考虑经济性和抗压能力，以下哪种封头应用最广泛？（B）。

　　以下哪一项不影响法兰的密封因素？（D）。

　　A.螺栓预紧力B．密封面C．垫片D．介质温度

　　100.哪种材料属于低温钢？（D）。

　　101.化工装置承受风压的精馏塔可视为（D）。

　　102.构件的强度、刚度和稳定性（C）。

　　A.仅与材料的力学性质有关；B.只与构件的形状和尺寸有关；

　　C.与A和B都有关；D.与A和B都无关。

　　103、.各向同性假设材料沿各个方向都是一样的（D）。

　　104.关于内力与应力的关系，（D）是正确的。

　　A.内力是应力的矢量和；B.内力是应力的代数和；

　　C.应力是内力的平均值；D.应力是内力的分布集度。

　　105.如果轴向拉伸等直杆选择相同的材料，三种不同的截面形状:圆形、正方形、空心圆，比较三种情况下的材料用量，（D）。

　　A.方形截面最省料；B.圆形截面最省料；

　　C.空心圆截面最省料；D.三种材料相同。

　　如图所示，106.一个扭圆棒m-m截面上的扭矩等于____D__。

　　A.Tm?m=M M=2M；B.Tm?m=M?M=0；

　　C.Tm?m=2M?M=M；D.Tm?m=?2M M=-M。

　　108.当表面光滑的低碳钢杆被拉伸时，屈服阶段（B）。

　　A.沿与轴线成45°角截面断裂B.表面出现，轴线形成45°的滑移线

　　C.横截面断裂D.丧失稳定性

　　109单元体上的主平面是指（A）。

　　A切应力为零的平面B正应力为零的平面

　　C.具有正应力和切应力的平面D平面既没有正应力，也没有切应力

　　二填空题

　　1.化工容器中的卧式容器可视为(外伸)梁，塔式容器可视为(悬臂)梁。

　　2.构件在外力作用下能够安全工作，需要满足三个力学条件:(强度)、(刚度)和(稳定性)。

　　3.当一个构件只受三个力的影响处于平衡状态时，这三个力必须(汇交一点)。

　　4、EA是材料(抗拉刚度)；GIp是材料(抗扭刚度)；EIz是材料(抗弯刚度)。

　　5.梁截面在外力作用下既有弯矩，又有剪力弯曲，称为(横力弯曲或剪切弯曲)。

　　6.工程规定采用无明显屈服极限的塑性材料σ取而代之的屈服极限，σ被称为(名义屈服极限)。与%塑性应变对应的应力

　　7.规定轴力为正(离开横截面)，力矩顺时针为(负)。

　　8.法兰密封面主要有三种形式，即(平面压缩面)、(凹凸压缩面)和(榫槽压缩面)。

　　9、一长为L，截面积为A的直杆，两端受拉F作用，弹性模量为E，杆的轴力为()，相对伸长为()。

　　10.材料的力学性能是指材料在外力作用下的特性(变形)和(破坏)。

　　二力杆实际上是构件在两力的作用下处于(平衡)状态。

　　12.当塑料材料拉伸到屈服阶段时，材料失去(抗变形)的能力，(应力)增加，而(应变)不增加，表面出现(滑动线)。

　　13.内压小于大气压()的外压容器，又称(真空容器)。

　　14.当容器各部件或压力元件承受的液体静压达到(5%)设计压力时，应在计算压力中计入液体静压。

　　延伸率和截面收缩率是衡量材料(塑性)的两个指标。

　　16.传动轴传输的功率为N，轴的转速为n，作用于轴上的外力偶矩为m=（）。

　　塑料材料的失效形式为(断裂)，脆性材料的失效形式为(屈服)，法兰的失效形式主要表现为(翘曲)。

　　作用于梁上的外力可简化(集中力)、(集中力偶)和(均布载荷)。

　　19.容器通常由几个外壳组成，包括(人孔)、(手孔)、(液位计)、(视镜)和(法兰)

　　20.搅拌过程中，反应器中的搅拌轴主要产生(扭转)变形，立式塔主要在风力作用下产生(弯曲)变形。

　　21、δ、ψ是金属材料的(塑性)指标；σS、σb是材料(强度)指标；AK是材料的(韧性)指标。

　　22.名义屈服极限σ表示试件产生(%塑性变形)对应的应力。

　　23.不锈钢能抵抗腐蚀，主要是因为它含有（Cr）元素。

　　一对作用于同一物体(大小相同)、(方向相反)、(不在同一作用线上)的平行力称为力偶。

　　25.脆性材料轴扭转时，横截面分布有(剪)应力。随着扭矩的增加，轴断裂，截面沿45左右°这种现象可以用(第一)强度理论来解释。

　　26.容器壁厚与最大截面圆内径之比小于等于()的称为薄壁容器，超出此范围的称为厚壁容器。