化工与机械期中考试题.doc
【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流化工与机械期中考试题.精品文档.一、名词解释(共10分,每小题2分)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106107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。二、 选择题1、材料的刚度条件是指构件抵抗( B )的能力。 A破坏 B变形 C稳定性 D韧性2、一梁截面上剪力左上右下,弯矩左顺右逆,描述正确的是( A )。A剪力弯矩均为正 B剪力弯矩均为负C剪力为正弯矩为负 D剪力为负弯矩为正3、内压容器封头直边的作用是( B )。A制造加工容易 B防止热应力与边缘应力叠加 C局部加强 D节约材料4、构件的强度、刚度和稳定性(C ) A只与材料的力学性质有关; B只与构件的形状尺寸有关; C与A和B都有关; D与A和B都无关。5、为保证整个机器设备在外力作用下安全可靠地工作,它们的每个构件必须满足三个基本条件,即要有足够的( C )A强度、刚度、塑性 B. 塑性、韧性、稳定性C强度、刚度、稳定性 D. 塑性、韧性、强度6、下述类型设备中,承压性能最好的是( A )。A球形容器 B 圆筒形容器 C方形容器 D椭圆形容器7、平面一般力系的平衡条件为( B )A BC D 8、受外压的圆筒壳体其破坏形式为失稳的是( C )A长圆筒、刚性圆筒 B短圆筒、刚性圆筒 C长圆筒、短圆筒 D长圆筒、短圆筒、刚性圆筒9、单元体上的主平面是指( A )A剪应力为零的平面 B既有正应力又有剪应力的平面C正应力为零的平面 D既没有正应力又没有剪应力的平面10、优质非合金钢20g表示( D )A含碳量为千分之20的容器用钢 B含碳量为万分之20的容器用钢C含碳量为千分之20的锅炉用钢D含碳量为万分之20的锅炉用钢11、关于低碳钢试样拉伸至屈服时,有以下结论,正确的是( D )A应力和塑性变形很快增加,因而认为材料失效;B应力和塑性变形虽然很快增加,但不意味着材料失效;C应力不增加,塑性变形很快增加,因而认为材料失效;D应力不增加,塑性变形很快增加,但不意味着材料失效12、在承受内压的圆柱形容器上开椭圆孔,应使椭圆的长轴(B )A与筒体轴线平行 B与筒体轴线垂直C与筒体轴线成45度角 D任何方向均可13、下述材料中哪一个与其它材料不同类( C/D )。A低碳钢 B优质钢 C铜 D铸铁14、当采用无缝钢管作为筒体时,其公称直径为( A )A管子的外径 B管子的内径 C管子的平均直径 D管子的公称直径 15、用三种不同材料制成尺寸相同的试件,在相同的试验条件下进行拉伸试验,得到的应力应变曲线如图示。比较三条曲线,可知拉伸强度最高、弹性模量最大、塑性最好的材料是( A )Aa、b、c Bb、c、a Cb、a、c Dc、b、a 16、化工容器就其整体而言,通常属于轴对称问题,是因为( D )A壳体的几何形状对称于回转轴 B约束对称于回转轴C所受外力对称于回转轴 DA、B、C均是17、根据小变形条件,可以认为( D )A构件不变形B构件不破坏C构件仅发生弹性变形 D构件的变形远小于其原始尺寸18、图示两截面面积相等,则抗弯截面模量Wz1/Wz2为( D ) (1) (2)A. 2.25 B. 1.0 C. 0.67 D. 1.519、下述容器中哪一个易发生失稳( D ) A高大立式容器 B高压容器 C内压容器 D外压容器20、下述设备哪一项不属于三类压力容器( D )A容积为60m3球形储罐 B移动式压力容器C高压容器 D低压管壳式余热锅炉21、卧式布置的容器其受力情况可简化为( C )A受均布载荷的简支梁 B受集中载荷作用的简支梁C受均布载荷的外伸梁 D受集中载荷作用的外伸梁22、下述各项中哪一个不属于容器附件( D )。A视镜 B人孔 C液位计 D容器外保温23、下述措施哪一项不会改善梁的强度与刚度( D )。A集中力改为分布力 B将简支梁变为外伸梁 C将矩形梁改为工字钢梁 D将矩形梁改为圆形梁24、优质碳钢与普通碳钢的划分是依据( D )的不同。A含碳量 B防腐性能 C强度 DS+P含量25、若轴向拉伸等直杆选用同种材料,三种不同的截面形状:圆形、正方形、空心圆,比较三种情况的材料用量,则(D)A正方形截面最省料 B圆形截面最省料 C空心圆截面最省料 D三者用料相同 26、下列封头受力状况最好的是( A )P142A球形封头 B椭圆形封头 C碟形封头 D平板封头27、容器的标准化参数包括( B )。A公称直径和公称容积 B 公称直径和公称压力 C公称压力和壁厚 D公称质量和公称容积28、压力容器设计中,碳素钢及低合金钢要求的最小厚度为( A )。 A3mm B4mm C5mm D 6mm29、化工装置中下述哪个设备受力可视为扭转变形( B )。A承受风压的塔器 B转动的泵轴 C容器的拉杆 D塔器的地脚螺栓30、从受力角度分析,锥形壳体( B )处应力最大,因此开孔应避开此位置。A锥顶 B锥底 C锥顶与锥底中间处 D各部位相同31、下述材料中哪一个归属优质碳钢( B )。A1Cr13 B20 C1Cr25Si2 D16MnDR32、下述哪一种封头没有直边( D )。A椭圆形封头 B碟形封头 C球冠封头 D大端折边锥形封头33、以下材料哪一个是压力容器专用钢( B )AQ235-A B16MnR C20g D0Cr18Ni9Ti 34、中压容器的压力范围为( B ) A B C D35、压力容器在名义厚度计算时,不考虑记入下述哪一项( D )。A钢板负偏差 B腐蚀裕量 C 圆整值 D容器最小厚度36、塑性与脆性材料是用延伸率来划分的,塑性材料的延伸率为( B )。A 3% B5% C8% D10%37、下述哪种约束类型是由力和力矩共同作用( D )。A柔索约束 B光滑面约束 C固定铰约束 D固定端约束38、化工装置中装有液体的卧式容器可视为( B )。A简支梁 B外伸梁 C非静定梁 D 悬臂梁39、对圆筒型容器下述说法正确的是( D )。A经向应力与环向应力相等 B经向应力与环向应力均为零C经向应力大于环向应力 D经向应力小于环向应力40、造成梁断裂破环的主要原因是( B )。A弯矩 B剪应力 C弯矩和剪应力共同作用 D扭矩41、一般传动轴的许用扭转角规定为( B )。A B C D 42、圆筒形容器的直径为D,则其第一曲率半径为( C )。AD BD/2 C D 0 43、下述封头中,哪一个制造容易但抗压性能最差( C )。P142A锥形封头 B椭圆形封头 C平板封头 D球形封头44、下述对外压容器临界压力叙述错误的是( )。A筒体椭圆度与临界压力关系不大 B有加强圈时可以增加临界压力C长径比相同但厚度大者临界压力大 D筒体材料与临界压力关系不大45、容器进行压力实验的方法中不包括下述哪一项( D )。A液压实验 B气压实验 C气密实验 D密封实验46、碳钢和铸铁的划分是依据( C )的不同。A含碳量 B含铁量 C含硫量 D含磷量47、材料的强度条件是指构件抵抗( A )的能力。A破坏 B变形 C稳定性 D韧性48、化工装置中下述哪个设备受力可视为弯曲变形( A )。A承受风压的塔器 B转动的泵轴 C容器的拉杆 D塔器的地脚螺栓49、高压容器的压力范围为( C )。A BC D50、铸铁材料广泛用于机床床身、机座等部位是因为其( B )。A抗拉性能好 B抗压性能好 C弹性好 D韧性好51、低碳钢拉伸时沿与轴线450方向出现滑移线现象可以用下述哪个理论加以解释( C )。A最大拉应力理论 B最大伸长线应变理论 P82C最大剪应力理论 D形状改变比能理论52、各向同性假设认为,材料沿各个方向具有相同的( D )A. 外力; B. 变形; C. 位移; D. 力学性质。53、以下关于轴力的说法中,哪一个是错误的( C )A拉压杆的内力只有轴力 B轴力的作用线与杆轴重合C轴力是沿杆轴作用的外力 D轴力与杆的横截面与材料无关54、关于刚体的描述,下面正确的是( D )A刚体是理想化的模型 B. 在力的作用下不发生变形的物体C变形为主要因素时不能将物体看成刚体 D. A、B、C都正确55、用标距50mm和100mm的两种拉伸试样,测得低碳钢的屈服应力分别为s1和s2,延伸率分别为5和10,比较两试样的结果,则有( D )As1<s2,5>10 Bs1<s2,5=10Cs1=s2,5>10 Ds1=s2,5=10 56、对于塑性材料从经济性考虑,采取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、下述设备哪一项不属于三类压力容器( D )。A高压容器 B移动式压力容器C球形容器 D低压容器58、低碳钢材料在拉伸实验过程中,不发生明显的塑性变形时,承受的最大应力应当小于的数值是( B )A比例极限 B屈服极限 C强度极限 D许用应力59、图示单向均匀拉伸的板条。若受力前在其表面画上两个正方形a 和b,则受力后正方形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、图示结构,杆1 的材料是钢,杆2 的材料为铝,两杆的横截面面积相等。在力F作用下,节点A ( A )A. 向左下方位移 B. 向铅垂方向位移 C. 向右下方位移 D. 不动61、下面介质中不能用作气压试验的气体是(C )A氮气 B干燥、洁净的空气 C二氧化碳 D惰性气体 62、图示平板,两端受均布载荷q 作用,若变形前在板面划上两条平行线段AB和CD,则变形后( A )A. AB CD, 角减小 B. AB CD, 角不变 C. AB CD, 角增大 D. AB不平行于CD 63、一等直拉杆在两端承受拉力作用,若其一半为钢,另一半为铝,则两段的( B ). 应力相同,变形相同 . 应力相同,变形不同 . 应力不同,变形相同 . 应力不同,变形不同 64、从制造角度来看,椭圆形、半球形、锥形和平板封头的制造从易到难的顺序是( 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、受外压的长圆筒失稳时波数为( B )A大于2的整数 B2 C3 D466、关于内力与应力的关系中,说法正确的是( 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0.2有如下四种论述,请判断哪一个是正确的( C )A弹性应变为0.2%时的应力值 B. 总应变为0.2%时的应力值C塑性应变为0.2%时的应力值 D. 塑性应变为0.2时的应力值68、在受轴向拉伸的杆件中任选一点,围绕该点取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、一悬臂梁其截面如图所示,其中C 为截面形心,该梁横截面的( C )A. 中性轴为z1 ,最大拉应力在上边缘处 B. 中性轴为z1 ,最大拉应力在下边缘处 C. 中性轴为z0 ,最大拉应力在上边缘处 D. 中性轴为z0 ,最大拉应力在下边缘处 70、化工容器就其整体而言,通常属于轴对称问题,是因为( D )A壳体的几何形状对称于回转轴 B约束对称于回转轴C所受外力对称于回转轴 DA、B、C均是71、下列材料中一般不宜用于制造化工容器的是( B )AQ235A BHT200 C20R D16MnR72、一受扭圆棒如图所示,其m-m截面上的扭矩等于( D )A. T m m = M + M = 2 M B. T m m = M M =0 C. T m m = 2 M M =M D. T m 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 )AOAB BC COAB BOAB BD DOABCOAB BAOODB DOAB BD DB 74、某一梁段的弯矩方程为M(x)=(qlxqx2)/2,则其剪力方程为( C )AQ(x)=ql2qx BQ(x)=qCQ(x)=ql/2qx DQ(x)=qlxqx275、下列变形属于可以恢复的是( B ) A塑性变形 B弹性变形 C弯曲变形 D拉伸变形76、关于材料的力学性能,有如下结论,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塑性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 )Ae和b Bp和b Cs和b Dp和s78、受内压和风压作用的塔设备其受力状况可以转化成(A )A拉伸与弯曲的组合 B压缩与弯曲的组合C弯曲与扭转的组合 D拉伸与扭转的组合79、某梁的挠曲线方程为,0<x<l,则该梁的最大挠度为( A )(简支梁、均布载荷x=L/2)A B C D80、在高温下,材料除了强度极限和屈服极限下降之外,还将发生( C )A疲劳现象 B断裂现象 C蠕变现象 D热脆现象81、受内压的圆筒壳体,其薄膜应力为( C )A经向应力为环向应力的2倍 B经向应力等于环向应力 C环向应力为经向应力的2倍 D环向应力为经向应力的倍82、设备上接管的外伸长度应考虑( D )A所设置的保温层厚度 B便于安装螺栓 C便于安装加固结构 DA和B83、在压力容器上开孔不会造成以下哪种现象( C )A应力集中 B对设备的强度削弱 C容器设计厚度增加 D较大的局部应力84、下列钢材中不宜用来制作容器的是( C ) A16MnR B20R C0Cr18Ni9Ti D4585、圆桶形容器的直径为D,则其第二曲率半径为( D )AD BD/2 C D 086、对椭圆形封头叙述错误的是( A )。A封头越扁承压性能越好 B标准型封头 a/b=2 C封头越扁冲压制造越容易 D封头的a/b增加会导致应力增加87、容器强度设计得到的名义厚度中不包括以下哪一项( 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满足虎克定律( A )。A弹性阶段 B屈服阶段 C强化阶段 D局部变形阶段89、铸铁材料的拉伸和扭转破坏现象可以用下述哪个理论加以解释( A )。A最大拉应力理论 B 最大伸长线应变理论 C最大剪应力理论 D形状改变比能理论90、下述容器中哪一个易发生失稳( D )。A低压容器 B高压容器 C内压容器 D 外压容器91、以下材料哪一个是压力容器专用钢( B )。AQ235A B20R C20g D1Cr13 92、圆轴扭转时,下述哪个部位承受的剪应力最大( C )。A横截面圆心处 B各部位一样大 C横截面外表面 D横截面距圆心、外表面等距离处93、下述材料中哪一个归属不锈钢( C )。A1Cr13 B20 C1Cr25Si2 D16MnDR94、交变应力使构件发生的破坏称为( A )。A疲劳 B失稳 C破坏 D失效95、下述哪一项改进不能节约材料( C )。A搅拌浆实心轴变为空心轴 B矩形梁变为工字钢梁 C圆形梁变为槽钢梁 D槽钢梁变为工字钢梁96、以下材料哪一个是锅炉专用钢( C )。AQ235A-F B20R C20g D1Cr13 97、下列叙述正确的是( A )。A球形容器的经向应力与环向应力相等 B 圆筒形容器的经向应力与环向应力相等C球形容器的经向应力大于环向应力 D圆筒形容器的经向应力大于环向应力98、从经济性及抗压能力综合考虑,下述哪种封头应用最广( B )。A锥形封头 B椭圆形封头 C平板封头 D球形封头99、下述哪一项不是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、下述材料中哪一个归属低温用钢( D )。A1Cr13 B 20 C1Cr25Si2 D16MnDR101、化工装置承受风压的精馏塔可视为( D )。A简支梁 B外伸梁 C非静定梁 D悬臂梁102、 构件的强度、刚度和稳定性( C ) 。A. 只与材料的力学性质有关; B. 只与构件的形状尺寸有关;C. 与A和B都有关; D. 与A和B都无关。103、. 各向同性假设认为,材料沿各个方向具有相同的( D )。A. 外力; B. 变形; C. 位移; D. 力学性质。104、 关于内力与应力的关系中,说法( 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、若轴向拉伸等直杆选用同种材料,三种不同的截面形状:圆形、正方形、空心圆,比较三种情况的材料用量,则( D ) 。A. 正方形截面最省料; B. 圆形截面最省料;C. 空心圆截面最省料; D. 三者用料相同。106、一受扭圆棒如图所示,其m-m截面上的扭矩等于_D_。A. T m m = M + M = 2 M ; B. T m m = M M =0;C. T m m = 2 M M =M ; D. T m m = 2M + M =- M 。107、 平面汇交力系的平衡条件为( A )。A BC D 108、表面光滑的低碳钢杆被拉伸时,在屈服阶段( B )。A. 沿与轴线成45°角截面断裂 B. 表面出现与轴线成45°的滑移线C. 沿横截面断裂 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既有正应力又有切应力的平面 D既没有正应力又没有切应力的平面三、 填空题1、化工容器中卧式容器可视为( 外伸 ) 梁,塔器可视为( 悬臂 )梁。2、构件在外力的作用下能够安全工作,需满足( 强度 ) 、( 刚度 )和( 稳定性 ) 三个力学条件。3、一个构件只受三个力的作用处于平衡状态时,这三个力必( 汇交于一点 )。4、EA是材料的( 抗拉刚度);GIp是材料的( 抗扭刚度 );EIz是材料的( 抗弯刚度 )。5、在外力作用下的梁截面上既有弯矩,又有剪力的弯曲,称为( 横力弯曲或剪切弯曲 )。6、对于没有明显屈服极限的塑性材料,工程上规定采用0.2代替其屈服极限,0.2称为( 名义屈服极限 )。产生0.2%塑性应变所对应的应力7、规定轴力在( 离开横截面 )时为正,而力矩顺时针为( 负 )。8、法兰密封面形式主要有三种,分别是( 平面型压紧面 )、( 凹凸型压紧面 )、( 榫槽型压紧面 )。9、材料的力学性能是指材料在外力作用下表现出的( 变形 )、( 破坏 )等方面的特性。10、二力杆实际上就是构件在两个力的作用下处于( 平衡 )状态。11、塑性材料在拉伸到屈服阶段的时候,材料丧失了( 抵抗变形 )的能力,( 应力 )增加,而( 应变 )不增加,并且表面出现( 滑移线 )。12、内部压力小于一个大气压(0.1MPa)的外压容器,又叫( 真空容器 )。13、当容器各部位或受压元件所承受的液体静压力达到( 5% )设计压力时,则需在计算压力中计入液体静压力。14、延伸率和断面收缩率是衡量材料( 塑性 )的两个指标。15、塑性材料的失效形式为( 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 )。16、作用在梁上的外力可简化( 集中力)、( 集中力偶)和(均布载荷 )。17、容器一般是由几种壳体组合而成,再加上(人孔)、(手孔)、(液位计)、(视镜)和(法兰)等18、反应釜中的搅拌轴在搅拌过程中,产生的主要是( 扭转 )变形,立式的塔器在风力作用下主要产生( 弯曲 )变形。19、是金属材料的( 塑性 )指标;S、b是材料的( 强度 )指标;AK是材料的( 韧性 )指标。20、名义屈服极限0.2表示试件产生( 0.2%塑性变形 )所对应的应力。21、不锈钢能够抵抗腐蚀,主要在于该钢中含有( Cr )元素。22、作用在同一物体上(大小相同)、( 方向相反 )、( 不在同一作用线上 )的一对平行力称为力偶。23、脆性材料轴在受到扭转时,其横截面上分布有( 剪 )应力,随着扭矩增大轴被扭断,断面大约是沿着45°角的斜面,这一现象可以用( 第一 )强度理论来解释。24、容器的壁厚与其最大截面圆的内径之比小于等于( 0.1 )的称为薄壁容器,超过这一范围的为厚壁容器。四、问答题(共33分)1、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H80 代表 黄铜(钢种),H为黄铜牌号,80 表示平均含铜80%,含锌20%。2、下列容器属一、二、三类容器的哪一类?(4分)(1) 直径为2000mm,设计压力为1MPa的圆筒形容器(2) 设计压力为3.6MPa的搪玻璃压力容器(3) 设计压力为0.5MPa的管壳式余热锅炉(4) 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。3、化学腐蚀和电化学腐蚀有何区别?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) 钢板厚度4.55.567825263032343640负偏差0.20.60.80.911.1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:,为短圆筒,发生侧向失稳后筒体横截面上产生的波形数。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:,求出两端约束反力的大小并画出轴力图。(9分)解:所以 ,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 ,剪力方程:弯距方程:5、已知搅拌反应釜的传动轴直径D为20mm,材料为45钢,其传递的轴功率为1.5kW,搅拌转速,(1)求扭转时传动杆横截面上所受到的最大剪应力是多少?传动轴单位长度上的扭转角是多少?(2)若传动轴还受到轴向的压力和弯曲力矩的作用,如图所示,请分别用第三和第四强度理论计算该传动轴危险点处的相当应力。(15分)解:(1)(2)下表面为危险点,在该处取应力单元体1-管箱(A,B,C,D型);2-接管法兰;3-设备法兰;4-管板;5-壳程接管;6-拉杆;7-膨胀节;8-壳体;9-换热管;10-排气管;11-吊耳;12-封头;13-顶丝;14-双头螺柱;15-螺母;16-垫片;17-防冲板;18-折流板或支承板;19-定距管;20-拉杆螺母;21-支座;22-排液管;23-管箱壳体;24-管程接管;25-分程隔板;26-管箱盖