2022年化工设备机械基础习题及答案.pdf

《2022年化工设备机械基础习题及答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年化工设备机械基础习题及答案.pdf（18页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化工设备机械基础习题及答案1、化工厂安装塔设备时, 分段起吊塔体如图所示。设起吊重量G=10KN , 求钢绳 AB 、BC 及 BD 的受力大小。设BC、BD 与水平夹角为60。2、桅杆式起重机由桅杆D、起重杆 AB 与钢丝 BC 用铰链 A 连接而组成。P20KN ,试求 BC绳的拉力与铰链A 的反力 (AB 杆重不计 ) 。3、起吊设备时为避免碰到栏杆, 施一水平力P, 设备重G=30KN , 求水平力P及绳子拉力T。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 18 页 - - - -

2、 - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案4、悬臂式壁架支承设备重P( KN ), 壁架自重不计, 求固定端的反力。5、化工厂的塔设备, 塔旁悬挂一侧塔。设沿塔高受风压q( N m), 塔高H( m), 侧塔与主塔中心相距为e( m), 主塔重P1( KN ), 侧塔重P2( KN ) 。试求地面基础处的支座反力。6、梯子由 AB 与 AC 两部分在A 处用铰链联结而成, 下部用水平软绳连接如图放在精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 18 页 - - - - - - -

3、- - - 化工设备机械基础习题及答案光滑面上。在AC 上作用有一垂直力P。如不计梯子自重, 当P600N,=75,h=3m,a2m 时, 求绳的拉力的大小。、7 试 用 截 面 法 求 各 杆 件 所 标 出 的 横 截 面 上 的 内 力 与 应 力 。 杆 的 横 截 面 面 积A为250mm2,P=10KN 。8、一根直径d=3mm, 长L=3m 的圆截面杆 ,承受轴向拉力P=30KN, 其伸长为L=2、2mm 。试求此杆横截面上的应力与此材料的弹性模量E。参考答案9、一根钢杆 ,其弹性模量E=2、1 105MPa,比例极限p=210MPa; 在轴向拉力P作用下 ,纵向线应变=0、00

4、1。求此时杆横截面上的正应力。如果加大拉力P,使杆件的纵向线应变增加到=0、01,问此时杆横截面上的正应力能否由虎克定律确定,为什么？10、两块 Q235-A 钢板用E4301焊条对焊起来作为拉杆,b=60mm,=10mm 。已知钢板的许用应力 =160MPa, 对接焊缝许用应力128MPa, 拉力P=60KN 。试校核其强度。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案11、已知反应釜端盖上受气体内压力及垫圈上压

5、紧力的合力为400KN, 其法兰联接选用Q235-A钢制M24 的螺栓 ,螺栓的许用应力=54MPa, 由螺纹标准查出M24 螺栓的根径d=20、7mm,试计算需要多少个螺栓(螺栓就是沿圆周均匀分布,螺栓数应取 4的倍数 )。12、简易支架可简化为图示的铰接三角形支架ABC 。AB 为圆钢杆 ,许用应力 =140MPa;BC为方木杆 ,许用应力 =50MPa 。若载荷P=40KN, 试求两杆的横截面尺寸。13、某设备的油缸,缸内工作压力P=2MPa,油缸内径D=75mm, 活塞杆直径d=18mm, 已知活塞杆的=50MPa, 试校核活塞杆的强度。参考答案1-13.解:横截面上的应力: MPa

6、因为 : MPa,所以该活塞杆的强度不够。14、一卧式容器 ,支承在支座A 与 B 上,容器总重G=500KN, 作用于中点 ,两支座 A、B 的垫板之截面均为长方形,边长a:b为1:4,若支座下的基础的许用应力=1MPa, 试求垫板截面所需的尺寸。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案15、试列出图示各梁的弯矩方程,并画弯矩图 ,求出 Mmax。16、一 卧 式 贮 耀 , 内 径 为1600mm, 壁 厚

7、 20mm, 封 头 高H=450mm; 支 座 位 置 如图,L=8000mm,a=1000mm 。内贮液体,包括贮罐自重在内,可简化为单位长度上的均布载荷q=28N mm 简化图如 (b)。求罐体上的最大弯矩与弯曲应力。17、悬臂管道托架上,支承管道重P=8MPa,l=500mm, 梁用 10号工字钢 ,材料的弯曲许用应力=120MPa 。问工字梁的强度就是否足够。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案1

8、8、分馏塔高H=20m,塔内径为1000mm,壁厚 6mm, 塔与基础的固定方式可视为固端,作用在塔体上的风载荷分两段计算,q1=420N/m,q2=600N/m 。求风力引起的最大弯曲应力。19、一卧式容器筒体部分,总重 40KN, 支撑在容器焊接架的托轮上,已知支承托轮A、B 两轴的直径d=50mm, 材料的弯曲许用应力=120MPa 。试校核该轴的强度。20、空气泵的操作杆,右端受力P=8KN,I-I及 II-II 截面尺寸相同,均为h/b 3的矩形。 若操作杆的材料的许用应力=150MPa 。试设计I-I 及 II-II 截面的尺寸。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - -

9、- - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案21、横梁设计为矩形截面h/b31,许用应力 =160MPa, 求此梁的最大挠度与最大转角。钢材的弹性模量E=2、0 105MPa。图中P=20KN,q=10KN/m,l=4m。参考答案22、销 钉 联 接 , 已 知P=18KN, 板 厚t1=8mm,t2=5mm, 销 钉 与 板 的 材 料 相 同 , 许 用 剪 应 力 =60MPa, 许用挤压应力jy=200MPa, 销钉直径d=16mm, 试校核销钉强度。23、

10、齿轮与轴用平键联结,已知轴直径d=70mm, 键的尺寸bhl=20 12 100(mm), 传递的力偶矩m=2KN m,键材料的许用应力 =80MPa,jy=200MPa, 试校核健的强度。24、已知圆轴输入功率NA=50KW, 输出功率NC=30KW,NB=20KW 。轴的转速n 100转分 , =40MPa,0、5 m,G=8、0 104MPa。设计轴的直径d、参考答案 1-24 解:销钉所受的的最大剪应力为: MPa销钉所受的的最大挤压应力为: MPa精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第

11、7 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案25、某搅拌轴材质为45号钢 ,其许用应力 =31MPa, 轴的n20r/min, 传递功率为N=5KW 。试求此实心轴的直径。26、某化工厂的螺旋输送机,输入功率为 7.2KW 。现拟用外径D=50mm 、内径d=40mm 的热轧无缝钢管做螺旋的轴,轴的转速n150r/min, 材料的扭转许用剪应力 =50MPa, 问强度就是否足够 ? 27、某反应器的搅拌轴由功率N=6KW的电动机带动,轴的转速n40r/min, 由89 10(外径89mm,壁厚 10mm) 制成 ,材料的许用剪应力 =50MPa 。试

12、校核电动机输出额定功率时轴的强度。28、一带有框式搅拌桨叶的主轴,其受力情况如图所示。搅拌轴由电动机经过减速箱及圆锥齿轮带动。已知电动机的功率为2、8KW, 机械传动的效率为85%, 搅拌轴的转速为5r/min, 轴的直径为d=75mm, 轴的材料为 45号钢 ,许用剪应力为 =60MPa 。试校核轴的强度。29、试求图示单元体内主应力的大小及方向,并在它们的中间绘出仅受主应力作用的单元体。30、试求图示各单元体内主应力的大小及方向,并在它们中间绘出仅受主应力作用的单元体。参考答案精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - -

13、 - - - - -第 8 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案1-30(c) 解:主应力为 : MPa MPa 受主应力作用的单元体如下图中的蓝色线条所表示的: 31、链环由直径d=20mm 的圆钢制成 ,距离a=50mm 。钢材的许用应力=100MPa 。如果图示链环有缺口 ,其许可拉力P为多大？如果将缺口焊好,则其许可拉力P为多大？32、手摇铰车如图所示。轴的直径d=30mm,材料为 Q235钢,=80MPa 。试按第三强度理论求铰车的最大起重量P。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归

14、纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案33、电动机的功率为9KW, 转速为 715r/min, 皮带轮直径D=250mm, 主轴外伸部分l=120mm, 主轴直径d=40mm 。若=60MPa, 试用第三与第四强度理论来校核主轴的强度。34、千斤顶的螺杆由Q235-A 钢制成 ,内径d1=32mm, 最大升高l=30mm 。若起重量P=50KN, 两端支座瞧成上端自由、下端固定,许用应力 =160MPa, 用折减系数法校合其稳定性。35、铸铁管外径D=200mm, 内径d=120mm, 长l=300

15、0mm, 两端瞧成铰链支座。铸铁的许用应力=80MPa 。求此管最大许可压力。习题参考答案1、2、3、4、5、6、精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案7、8、9、不能用虎克定律计算横截面上的正应力,因为此时应力已远远超出弹性范围。10、故,强度足够。11、12、精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页

16、，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案13、14、15、(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (n) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案16、17、18、19、所以 , 强度不够20、21、22、抗剪 :抗挤 :精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载

17、 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案23、24、销钉所受的的最大剪应力为: MPa销钉所受的的最大挤压应力为: MPa25、26、强度足够27、轴的外径 :精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案强度足够28、强度足够29、计算主应力与方向的公式为: 将(a)(b)(c)各题带入得 : (a) (b)

18、(c) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案30、主应力为 : MPa MPa 受主应力作用的单元体如下图中的蓝色线条所表示的: 31、A点受弯矩与力的组合作用精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案其中 , , 代入上

19、式得 :32、本题为拉扭组合最大剪应力在圆轴的外圆周上: 最大的拉应力作用在轴的上下边缘处: 第三强度理论 :33、第三强度理论 :第四强度理论 :34精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 18 页 - - - - - - - - - - 化工设备机械基础习题及答案、所以 , 千斤顶稳定35、需用的最大压力为: 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 18 页 - - - - - - - - - -