。題號(hào)一二三四總分總分10201060100得分一、填空題（共4小題，每空1分，共計(jì)10分）1已知桿件作用力如圖示，F(xiàn)1=8kN，F(xiàn)2=20kN，F(xiàn)3=8kN，F(xiàn)4=4kN，則AC段軸力為 8 kN，CD段軸力為 -12 kN，DB段軸力為 -4 kN。2提高梁抗彎強(qiáng)度的主要措施有（1） 合理安排梁的受力情況；（2） 選用合理截面 ；（3） 采用變截面梁 。3長(zhǎng)圓筒失穩(wěn)后出現(xiàn) 2個(gè) 波，短圓筒失穩(wěn)后出現(xiàn) 3個(gè)及以上 的波數(shù)。4開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)原則是 等面積補(bǔ)強(qiáng)法 的設(shè)計(jì)原則和 塑性失效補(bǔ)強(qiáng) 的設(shè)計(jì)原則。二、選擇題（共10小題，每題2分，共計(jì)20分）1左端固定的圓截面直桿受扭轉(zhuǎn)力偶作用，如圖1所示，桿中的最大扭矩|Tmax|為（ B ）。A6 B 7 C8 D92簡(jiǎn)支梁受集中力作用，如圖2所示，以下結(jié)論中（ C ）是錯(cuò)誤的。AAC段，剪力表達(dá)式為 AC段,彎矩表達(dá)式為；題2圖CB段，剪力表達(dá)式為 CB段,彎矩表達(dá)式為題1圖3鑄鐵拉伸試驗(yàn)破壞由什么應(yīng)力造成？破壞斷面在什么方向？以下結(jié)論哪一個(gè)是正確的？（ D ）A切應(yīng)力造成，破壞斷面在與軸線夾角45方向；B切應(yīng)力造成，破壞斷面在橫截面；C正應(yīng)力造成，破壞斷面在與軸線夾角45方向；D正應(yīng)力造成，破壞斷面在橫截面。4工作壓力為10Mpa，容積為2m3的乙烯貯罐屬于（ C ）。A類(lèi)容器 B類(lèi)容器 C類(lèi)容器 D不上類(lèi)5最終在圖紙上標(biāo)注的厚度為（ A ）。A名義厚度 B計(jì)算厚度 C設(shè)計(jì)厚度 D毛坯厚度6目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的中低壓容器封頭是（ D ）。A錐形 B蝶形 C半球形 D橢圓形7對(duì)于存儲(chǔ)有毒介質(zhì)的法蘭密封面型式，一般不選用（ A ）。A平面型 B凹凸面型 C榫槽面型8對(duì)于薄壁圓筒內(nèi)壓容器來(lái)說(shuō)，理論上筒壁上環(huán)向壓力是經(jīng)向壓力的（ C ）倍。A1/2 B1 C2 D49下列不屬于工程上常采用的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的是（ B ）。A補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) B多層包扎補(bǔ)強(qiáng) C厚壁管補(bǔ)強(qiáng) D整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)10壓力容器標(biāo)準(zhǔn)法蘭不包括（ D ）。A甲型平焊法蘭 B乙型平焊法蘭 C長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭 D短頸對(duì)焊法蘭三、是非題（共10小題，每題1分，共計(jì)10分）1若要構(gòu)件在外力作用下能夠安全可靠地進(jìn)行工作，則構(gòu)件需要滿(mǎn)足強(qiáng)度條件、剛度條件和穩(wěn)定性條件。（）2胡克定律指出在拉伸和壓縮過(guò)程中，應(yīng)力和應(yīng)變成正比關(guān)系。（）3應(yīng)力集中因數(shù)反應(yīng)的是應(yīng)力集中的程度。（）4因?yàn)閺氖芰Ψ治鼋嵌葋?lái)說(shuō)，半球形封頭最好，所以不論在任何情況下，都必須首先考慮采用半球形封頭。（）5圓筒形容器上開(kāi)橢圓孔時(shí)，為降低開(kāi)孔邊緣的應(yīng)力集中程度，應(yīng)使橢圓的長(zhǎng)軸橢圓孔之長(zhǎng)軸平行于筒體軸線。（）6介質(zhì)與壓力一定，壁厚越大，薄膜應(yīng)力就越小。（）7容器法蘭與管法蘭的PN、DN相同時(shí)可以相互代用。（）8外壓和真空容器不應(yīng)以?xún)?nèi)壓進(jìn)行壓力試驗(yàn)。（）9壓力容器孔邊應(yīng)力集中的程度與孔徑大小、器壁厚度及容器直徑等因素有關(guān)。（）10輪齒折斷是輪齒失效的主要形式之一。（）四、分析、計(jì)算題（共60分）1圖示結(jié)構(gòu)，分別畫(huà)出受力圖分析AB、BC桿的受力。（6分） （3分） （3分）2變截面直桿受力如圖，已知A1=400mm2，A2=300mm2，s=100Mpa，試校核桿件的強(qiáng)度。（7分） 解：（1）畫(huà)軸力圖（2分）（2）求最大應(yīng)力（1分）（1分）（1分）（3）強(qiáng)度校核強(qiáng)度滿(mǎn)足。（2分）3圖示傳動(dòng)軸，A輪輸入功率PA=50kW，B、C輪輸出功率PB=30kW，PC=20kW，軸的轉(zhuǎn)速n=300r/min。1）畫(huà)軸的扭矩圖，并求Tmax。2）若將輪A置于B、C輪之間，哪種布置較合理？（8分）解：（1）計(jì)算外力偶矩 （1分）（1分）（1分）畫(huà)傳動(dòng)軸的扭矩圖（1分） 得：| Tmax|1=1592kNm（1分）（2）將輪A置于B、C輪之間,畫(huà)扭矩圖（1分）得：| Tmax|2 = 955kNm | Tmax|1 （1分）可見(jiàn)，后一種布置較前種布置合理。（1分）4圖示外伸梁，F(xiàn)=500N，a=0.4m,材料的 s=120MPa。試畫(huà)出彎矩圖，并按彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)圓截面直徑d。（7分）解：（1）畫(huà)梁的彎矩圖求最大彎矩（3分）（1分）（2）強(qiáng)度計(jì)算由正應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則（2分）（1分） 所以，梁的直徑取d=26mm。5圖示為一廠房的牛腿柱，設(shè)由房頂傳來(lái)的壓力P1=100KN，由吊車(chē)梁傳來(lái)壓力P2=30KN，已知e=0.2m，b=0.18m，問(wèn)截面邊h為多少時(shí)，截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力。并求出這時(shí)的最大壓應(yīng)力。（7分）解：（1）求內(nèi)力： M=P2 e=6KN.m （1分）N=P1+P2=100+30=130KN（1分）（2）求應(yīng)力：（2分） h=276.9mm，取h=280mm（1分）（2分）6有一圓筒形乙烯罐，內(nèi)徑Di=1600mm，壁厚n=16mm，計(jì)算壓力為pc=2.5MPa，工作溫度為-3.5，材質(zhì)為Q345R，采用雙面焊對(duì)接接頭，該材料常溫和設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力為170Mpa，常溫屈服強(qiáng)度為345Mpa，厚度附加量C=3mm，試校核貯罐強(qiáng)度。（6分）解（1）確定參數(shù)：Di =1600mm；n =16mm；tw=-3.5；pc=2.5MPa；=0.85（雙面焊對(duì)接接頭, 局部探傷） Q345R： 常溫下的許用應(yīng)力：s = 170 MPa設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力：st = 170 MPa常溫度下的屈服點(diǎn)：ss = 345 MPa有效壁厚：e = nC = 163 = 13 mm （參數(shù)確定總計(jì)2分）（2）強(qiáng)度校核最大允許工作壓力Pw （2分） PcPw 該貯罐強(qiáng)度不足（2分）7某化工廠反應(yīng)釜，內(nèi)直徑1400mm，設(shè)計(jì)溫度170、工作壓力1.5MPa，釜體上裝有安全閥，其開(kāi)啟壓力1.6 MPa。釜體材料0Cr18Ni10Ti鋼板，雙面對(duì)接焊、全部無(wú)損檢測(cè)，厚度負(fù)偏差0.8mm，腐蝕裕量0，該材料常溫許用應(yīng)力為137Mpa，設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力為134.2Mpa。試確定反應(yīng)釜筒體和該反應(yīng)釜標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的厚度。（12分）解：（1）設(shè)計(jì)參數(shù)確定設(shè)計(jì)壓力p=1.6 MPa (取安全閥的開(kāi)啟壓力)，計(jì)算壓力pc= p=1.6 MPa (題中未給出確定液拄靜壓力的條件，故取其為零)；（2分）0Cr18Ni10Ti鋼在20時(shí)、=137 MPa，在170時(shí)、t=134.2 MPa；厚度附加量C=C1+C2=0.8mm （1分）焊接接頭系數(shù)（對(duì)接雙面焊、全部無(wú)損檢測(cè)）；（1分）（2）筒體厚度確定；（2分）8.4+0.8=9.2mm，按鋼板厚度規(guī)格向上圓整得名義厚度（1分）（3）封頭厚度確定采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，計(jì)算厚度為：（2分），按鋼板厚度規(guī)格向上圓整得。（1分）有效厚度 （1分）；9.2mm2.1mm，滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭有效厚度不得小于其內(nèi)直徑0.15%的要求。（1分）8如圖，是一個(gè)原料混合罐，介質(zhì)為醋酸甲酯、甲醇、醋酸、苯，設(shè)備總重為2540Kg，充水重10480kg，設(shè)備總長(zhǎng)約4930，筒體長(zhǎng)度4000，公稱(chēng)直徑15002焊對(duì)接接頭，筒體材料022Cr17Ni12Mo2，若選擇B帶墊板鞍式支座是否合適（該鞍座最大允許載荷272kN），如果合適正確標(biāo)記出此對(duì)鞍式支座，并設(shè)計(jì)位置。（7分）解：（1）根據(jù)設(shè)備公稱(chēng)直徑1500mm，及實(shí)際承載能力約100KN，確定選擇重型B、包角為120帶墊板的鞍式支座合適，Q遠(yuǎn)小于Q；（2分）（2）鞍座標(biāo)記為 JB/4712.1-2007 鞍座 B1500-F（1分）JB/4712.1-2007 鞍座 B1500-F（1分）鞍座材