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化工设备机械基础试卷附答案

1.一阶梯杆的AB段横截面面积为100mm2，BC段横截面

面积为180mm2.则AB段杆横截面上的正应力为80MPa，BC

段杆横截面上的正应力为83.3MPa。

2.当圆截面梁的直径增加一倍时，梁的强度将增加8倍。

3.低碳钢拉伸过程可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段

和局部变形阶段。

4.边缘应力的特性主要表现为局部性和自限性。

5.在回转薄壳中心线为回转轴的情况下，点A的第一曲率

半径为R，第二曲率半径为R+a/sinθ（或AK2）。

二、选择题

1.直杆受扭转力偶作用，如图1所示，在截面1-1和2-2

处的扭矩为T1=25kN·m，T2=－5kN·m。

2.简支梁受集中力偶Mo作用，如图2所示。以下结论错

误的是：无论C在何处，最大弯矩必为Mo。

3.截面上内力的大小与截面的尺寸和形状无关。

4.常用压力封头的受力情况从好到差依次排列为：半球形、

椭圆形、碟形、锥形、平盖。

5.对于铁基合金，其屈服点随着温度的升高而降低。

6.当焊接接头结构形式一定时，焊接接头系数随着检测比

率的增加而增大。

7.工程上把δ/Di＞0.1的圆筒称为厚壁圆筒。

8.不属于立式的支座是：支撑环和支撑脚。

题目：计算杆件变形、设计传动轴直径、讨论外伸梁的放

置方式

解题过程：

1.计算杆件变形

给定参数：长度l=0.1m，弹性模量E=200GPa，截面积

A=300mm²，轴力F

AB

35kN，F

BC

27kN，F

CD

27kN。

首先画出轴力图，然后根据杆件的受力情况，分别计算出

各段的轴力大小。接下来，计算杆件的总变形，公式为Δl=Δl

AB

Δl

BC

Δl

CD

其中Δl

AB

Δl

BC

Δl

CD

分别代表各段的变形量。最后，代入公式计算即可得到杆

件的变形量，约为0.032mm。

2.设计传动轴直径

给定参数：n=300r/min，输入力矩M

C

955N·m，输出力矩M

A

159.2N·m，M

B

318.3N·m，M

D

477.5N·m，材料G=80GPa，[]=40MPa，[]=1/m。

首先求出各段轴上的扭矩，然后画出扭矩图。接下来，根

据强度准则和刚度准则分别计算出轴的直径d。最后，比较两

种准则得出轴的公称直径d=45mm。

3.讨论外伸梁的放置方式

给定参数：力F=500N，长度l=1m，材料[]=100MPa，

截面尺寸b×h=20×40mm。

首先画出梁的弯矩图，求出最大弯矩。然后，分别讨论将

___放和平放的情况下，计算出梁的最大应力。最终得出，将

___放时，最大应力为62.5MPa，符合强度要求；将梁平放时，

最大应力为125MPa，超过了强度要求。因此，应将___放。

5.图示水平直角折杆，横截面直径为d=6cm，铅直均布载

荷q=.8kN/m，[σ]=80MPa。采用第三强度理论校核其强度。

（10分）

解：危险截面位于固定端A处（2分）。计算弯矩

M=1.6kN·m（2分，具体步骤和弯矩图）。计算扭矩

T=.4kN·m（2分，具体步骤和扭矩图）。则σ=77.8MPa[σ]，

满足强度条件（1分）。

6.有一库存很久的氧气瓶，其材质为Q345R，圆筒体外径

为Do=219mm，采用无缝钢管收口而成，实测其最小壁厚为

6.5mm，已知材料允许应力为162.5MPa，厚度附加量为1mm，

设计温度为常温。现欲充15MPa的压力使用，问强度是否足

够？如果不足够，该氧气瓶的最大允许工作压力是多