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【关键字】试题
２０0 4～２０0 5 学年第二学期期末考试试卷
《 化工机械基础 》（ Ａ卷 共4页）
（考试时间：2005年 6月 21日）
化工 学院 专业 班
年级 2002级 学号 姓名
题号 一 得分 一、名词解释（共10分，每小题2分）
二 三 成绩 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”，用表示。对于一般钢材，以106～107次不被破坏的应力，作为疲劳强度。 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的比值的百分数来表示，，A为试件断裂后的最小截面积。 3、薄壁容器：根据容器外径与内径的比值K来判断，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。 2、问答题（共33分）
1、画出低碳钢和铸铁的拉伸和压缩应力—应变示意图，简要说明两种材料的的性能差别。（8分）
低碳钢拉伸和压缩时的应力—应变图 铸铁拉伸应力—应变图 铸铁压缩应力—应变图
低碳钢拉伸和压缩时的比例阶段和屈服阶段重合，表明此时拉伸和压缩的材料性能一致。低碳钢压缩时不发生断裂破坏，无强度极限。
铸铁拉伸和压缩时，最终都发生断裂破坏，且塑性变形小，没有屈服阶段，铸铁的拉伸和压缩的应力—应变曲线的变化趋势一致，但拉伸时的强度极限远小于压缩时的强度极限，表明铸铁材料适用于受压缩的状况，而较少用于受拉伸状态。
2、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）
Q215-B.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，215为屈服强度值，B表示质量等级，F表示沸腾钢。
20A代表高级优质碳素钢，20为含碳量0.2%。
15MnVDR 代表普通低合金钢，含碳量0.15%左右，含Mn小于1.5%，含V小于1.5%，D表示低温用钢，R代表容器用钢
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H80 代表 黄铜（钢种），H为黄铜牌号，80 表示平均含铜80%，含锌20%。 3、不锈钢一般采用何种方式进行焊接，这种焊接方法的特点是什么？（4分）
不锈钢一般采用氩弧焊进行焊接。
氩弧焊特点：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。由于氩气比较稀缺，使其焊接成本较高，目前主要用来焊接易氧化的有色金属、稀有金属、高强度合金钢及一些特殊用途的高合金钢。 4、一设备法兰的操作温度为2700C，工作压力为0.8MPa，当材料为Q235-B和15MnVR时应分别按何种公称压力级别确定法兰几何尺寸。（4分） Q235-B应按公称压力1.6MPa级别确定法兰的几何尺寸。 15MnVR应按公称压力1.0MPa级别确定法兰的几何尺寸。 5、下列容器属一、2、三类容器的哪一类？（4分）
（1） （2） （3） （4）
直径为2000mm，设计压力为1MPa的圆筒形容器 设计压力为3.6MPa的搪玻璃压力容器 设计压力为0.5MPa的管壳式余热锅炉 p为3MPa的氰化氢容器
（1）为一类容器；（2）为三类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。
6、分析安装在户外的塔体受哪些载荷的作用？说明这些载荷将引起何种变形？（5分） 答：主要受工作压力、重量载荷、风载荷、地震载荷以及偏心载荷的作用。 对各种载荷影响的考虑：
（1）工作压力引起拉伸变形；
（2）重量载荷引起的轴向拉伸和压缩变形； （3）风载荷造成的风弯矩，引起弯曲变形；
（4）垂直地震力引起的轴向拉伸和压缩变形，水平地震力形成地震弯矩，引起弯曲变形；
（5）偏心载荷造成偏心弯矩，引起弯曲变形，同时也产生压缩变形。 四、计算题（共57分）
1、一个低合金钢内压反应塔，筒体内径，标准椭圆形封头，工作压力（装有安全阀），工作
温度，塔体采用单面手工电弧焊，100%无损探伤，内部介质有轻微腐蚀性。设计塔体壁厚，并校核水压试验强度。（，，，）（10分） 表 钢板负偏差Cl （mm）
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钢板厚度 负偏差 4.5～5.5 6～7 0.2 0.6 8～25 0.8 26～30 0.9 32～34 1 36～40 1.1 解：根据题意，，，
再加上钢板负偏差，然后圆整，取厚。 水压试验校核： ， ，
所以水压试验时强度足够。
2、DN2000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？。（8分）。 （，，）
解：
C1?0.8mm，
C2?1mm，
1L?4500??600?2?4900mm
3
L?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、如图所示，两端固定的变截面直杆在连接处受到
70kN的力，已知：A1?5cm2，A2?4cm2，E1?200GN/m2，E2?250GN/m2，求出两端约束反力的大小并画出轴力图。（9分） 解：
所以 P1?50kN，P2?20kN，方向都是向左。
4、如图所示，直径为50mm的实心梁上受到一均布载荷和一力偶的作用。（1）列
出剪力方程和弯距方程，（2）画出剪力图和弯矩图，（3）求危险横截面上最大正应力。（15分）
解：约束反力 R?1kN.m，M?2.75kN.m，
?1kN.m0?x?0.5m剪力方程：Q?x???
2?2x0.5m?x?1m?
【试题】化工机械设备试题与解答
