化工设备机械基础复习及答案.docx
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化工设备机械基础复习及答案
化工设备机械基础复习题
—、填空题
1、强度是指构件—抵抗破坏—的能力。
2、刚度是指构件—抵抗变形—的能力。
3、稳定性是指构件—保持原有—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—平衡状态—。
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—内力
6、脆性材料的安全系数一般取得比塑性材料要—大一些__。
7、在轴向拉伸或压缩时,杆件不但有—纵向变形,同时—横向一—也发生变形。
8、扭转是—杆件一—的又种变形方式。
9、t=Gr称为—剪切一—虎克定律。
10、弯曲是工程实际中最常见的一种—基本一—变形形式。
11、简支梁是梁的一端为固定铰支座,另一端为—可动-_。
12、外伸梁是简支梁的一端或—两端一—伸出支座之外。
13、悬臂梁是梁的一端固定,另一端—自由一_。
14、最大拉应力理论又称—第一一—强度理论。
15、最大伸长线应变理论又称—.第二强度理论。
16、最大剪应力理论又称—第三一—强度理论。
17、形状改变比能理论,又称—第四一—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—交变一—应力。
19、硬度是用来—衡量__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—韧性-_。
21、化工设备的密封性是一个十分—重要__的问题。
22、化工设备的耐久性是根据所要求的—.使用年限来决定。
23、发生边缘弯曲的原因是由于—.薄膜变形不连续。
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be=PD/2S
26、球形壳体的环向应力为be=PD/4S
27、Sd是圆筒的—设计一—厚度。
28、S是圆筒的—计算__厚度。
29、有效厚度Se=_S+△_
30、凸形圭寸头包括半球形圭寸头—椭圆形_—圭寸头、碟形圭寸头、球冠形圭寸头四种。
31、碟形封头由以R为半径的球面,以r为半径的—过度弧__高度为ho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—受力-_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—中间._封头。
34、刚性圆筒,由于它的厚径比Se/Do较大,而长径比L/Do—较小__,所以一般不存在因失稳破坏的问题。
35、加强圈应有—足够__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—鞍座-_圈座和支腿三种。
37、立式容器有耳式支座、_支承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、—.整体._法兰和任意式法兰三种。
39、国家标准中的手孔的公称直径有—。
“150_和DN250两种。
40、平带一般由数层帆布—粘合__而成并用接头连接成环形带。
41、V带的横截面为—等腰梯形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?
答:
(1)强度条件;
(2)刚度条件;(3)稳定性条件
2、常见典型平面约束有几种?
答:
(1)柔索约束,如绳子、链条、皮带、钢丝等
(2)理想光滑面约束
(3)圆柱铰链约束
3、材料力学对变形固体作了哪些假设?
答:
(1)连续性假设
(2)均匀性假设(3)各向同性假设
4、提高梁弯曲强度和刚度的措施?
答:
(1)合理安排梁的受力情况
(2)选择合理的截面形状
5、引构件产生交变应力的原因有哪些?
答:
(1)载荷作周期性变化
(2)载荷不变化,但构件作某些周期性运动
6、提高构件疲劳强度的措施?
答:
(1)减缓应力的集中
(2)降低表面粗糙度(3)增加表面强度
7、化工容器零部件标准化的意义是什么?
答:
标准化是组织现代化生产的重要手段,实现标准化,有利于成批生产,缩短生产周期,提高产品质量,降低成本,从而提高产品的竞争力,实现标准化,可以增加零部件的互换性,有利于设计、制造、安装和维修,提高劳动生产率。
标准化为组织专业生产提供了有利条件。
有利于合理利用国家资源,节省材料等。
标准化的基本参数公称直径、公称压力。
&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?
答
(1)强度
(2)刚度(3)稳定性(4)耐久性(5)密封性(6)节省材料和便于制造(7)方便操作和便于运输:
9、轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围?
答:
(1)回转壳体曲面在几何上是轴对称的壳体厚度无实变。
曲率半径连续变化的、材料均匀、连续且各向同性。
(2)载荷在壳体曲面上的分布是轴对称和连续的没有突变情况
(3)壳体边界应该是自由。
(4)壳体在边界上无横向剪力和弯矩。
10、压力试验的种类?
答:
(1)液压试验
(2)气压试验(3)气密试验
11、在简体与锥形封头连接时,可采用哪两种方法来降低连接处的边缘应力?
答:
(1)使联接处附近的封头及筒体厚度增大,即采用局部加强的方法
(2)在封头与筒体间增加一个过渡圆弧,则整个封头由锥体过渡弧及高度为h0的
直边三部分组成。
12、影响外压容器临界压力的因素有哪些?
答:
(1)筒体的几何尺寸的影响
(2)筒体材料性能的影响
(3)筒体椭圆度和材料不均匀的影响
13、为安全,可拆连接、法兰必须满足哪些基本要求?
答:
(1)有足够的刚度
(2)有足够的强度
(3)能耐腐蚀
(4)成本廉价
14、带传动的优缺点?
答:
优点
(1)适用于两轴中心距较大的传动
(2)带具有良好的弹性,可以缓和冲击和吸收振动
(3)过载时,带在轮上打滑,可防止其他零件损坏
(4)结构简单,加工和维护方便,成本低廉
缺点
(1)传动的外廓尺寸较大
(2)不能保证固定不变的传动比
(3)带的寿命短
(4)传动效率较低等
15、轮齿失效有哪几种形式?
答:
(1)轮齿的折断
(2)齿面的点蚀(3)齿面磨损(4)齿面胶合(5)齿面
塑性变形
16、滚动轴承的主要失效形式是什么?
答:
在正常使用情况下,只要选择,安装,润滑,维护等方面都考虑周到。
绝大多数轴承因滚道或滚动表面疲劳点蚀而失效。
当轴承不回转,缓慢摆动或低速转动时,一般不会产生疲劳损坏。
但在很大的静载荷作用下,会使轴承滚道和滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服极限,出现表面塑性变形不能正常工作。
此外,由于使用维护和保养不当或密封润滑不良等因素,也能引起轴承长期磨损、胶合等不正常失效现象。
二、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:
M=1kN・mM=1.4kN•mM=1kN・m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。
bO
1
解:
据M=±Fd
M=M1+M+M=1+1.4+2=4.4kN•m
F=M/d=4.4/0.2=22kN
答:
两螺栓受到的横向力为22kN
贬人国2、如图所示,有一管道支架ABCA、B、C处均为理想的圆
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。
解:
梁AB的受力图
刀Fx=OFx+FbCOs45°=0
刀Fy=OFy1—Fni—Fn2+FbCOs45=0
刀MA=0FyiX0一FniX0.4一Fn2X1.12+FbCOs45
X1.12=0
•••FB=9.67kNFx=6.84Fy=2.16
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3Xhxl=20mm
x12mnX100mm传递的扭转的扭转力偶矩M=2kN・m键的许用切应力[t]=60MPa,
E-
rurr■
(bj
先校核键的剪切强度。
将平键沿
n-n截面分成两部分,并把n-n以下部分和轴作为
整体来考虑(图b),对轴心取矩,由平衡方程刀M>=0,得
Fs•(d/2)=M,Fs=2M/d=57.14(kN)
剪切面面积为A=31=20X100=2000口吊,有
t=Fs/A=57.14X103/2000X10「6=28.6(MPa)v[t]
可见平键满足剪切强度条件。
c),则挤压力
其次校核键的挤压强度。
考虑键在n-n截面以上部分的平衡(图
F=Fs=57.14kN,挤压面面积AP=hl/2,有
3-6
dp=F/Ap=57.14X10/6X100X10=95.3(MPa)v[
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