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）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8一kN，奐口生以占|_烏CD段軸力為-12kN，DB段軸力為―kN。1——J.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。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)。開孔補(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）左端固定的圓截面直桿受扭轉(zhuǎn)力偶作用，如圖1所示，桿中的最大扭矩七疽為（B）kN-m。A.6B.7C.8D.9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。A.AC段，剪力表達(dá)式為Q（x）=史LC.A.AC段，剪力表達(dá)式為Q（x）=史LC.AC段,彎矩表達(dá)式為m(x)=^^x；

LFa—(L-x)_L題2圖切應(yīng)力造成，破壞斷面在與軸線夾角45°方向；切應(yīng)力造成，破壞斷面在橫截面；正應(yīng)力造成，破壞斷面在與軸線夾角45°方向；正應(yīng)力造成，破壞斷面在橫截面。工作壓力為10Mpa，容積為2m3的乙烯貯罐屬于（C）。A.I類容器B.II類容器C.m類容器D.不上類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.目前國內(nèi)外廣泛米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.榫槽面型對(duì)于薄壁圓筒內(nèi)壓容器來說，理論上筒壁上環(huán)向壓力是經(jīng)向壓力的（C）倍。A.1/2B.1C.2D.4下列不屬于工程上常采用的開孔補(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)

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）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)件需要滿足強(qiáng)度條件、剛度條件和穩(wěn)定性條件。（”）胡克定律指出在拉伸和壓縮過程中，應(yīng)力和應(yīng)變成正比關(guān)系。（”）應(yīng)力集中因數(shù)反應(yīng)的是應(yīng)力集中的程度。（5）因?yàn)閺氖芰Ψ治鼋嵌葋碚f，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。（X）圓筒形容器上開橢圓孔時(shí)，為降低開孔邊緣的應(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。（X）介質(zhì)與壓力一定，壁厚越大，薄膜應(yīng)力就越小。（X）容器法蘭與管法蘭的PN、DN相同時(shí)可以相互代用。（X）外壓和真空容器不應(yīng)以內(nèi)壓進(jìn)行壓力試驗(yàn)。（X）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)。（”）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)，分別畫出受力圖分析AB、BC桿的受力。2.變截面直桿受力如圖，已知A]=400mm2，A2=300mm2，[b]=100Mpa，試校核桿件的強(qiáng)度。（7分）解：（1）畫軸力圖（2分）（2）求最大應(yīng)力F35x103。=―nab==87.5MPa（1分）（2）求最大應(yīng)力F35x103。=―nab==87.5MPa（1分）abA400（1分）1bBCF27x103nbc—=675MPa才40067,5MPa1（1分）-■:■■-1!句—廠kN由藝Gb=ncd=—90MPa（1分）CDA2300b-b=90MPa（3）強(qiáng)度校核bmax=蛔隊(duì)W強(qiáng)度滿足。（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Ma=9549X孩=1592N-m（1分）30M=9549x300=955N-m（1分）M=9549x由=637N-mC300（1分）畫傳動(dòng)軸的扭矩圖（1分）得：|Tmax|1=1592kN*m（1分）（2）將輪A置于B、C輪之間，畫扭矩圖（1分）得：|Tmax|2=955kN?m<|Tmax]（1分）可見，后一種布置較前種布置合理。（1分）圖示外伸梁，F(xiàn)=500N,a=0.4m，材料的[b]=120MPa。計(jì)圓截面直徑do（7分）試畫出彎矩圖，并按彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)（1分）（2）強(qiáng)度計(jì)算由正應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則mmax0.1d3<[b]（2分）b=MmaxmaxJ^zM0.1x[b試畫出彎矩圖，并按彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)（1分）（2）強(qiáng)度計(jì)算由正應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則mmax0.1d3<[b]（2分）b=MmaxmaxJ^zM0.1x[b]；500x0.4X10330.1x120=25.5mm（1分）所以，梁的直徑取d=26mm。圖示為一廠房的牛腿柱，設(shè)由房頂傳來的壓力P1=100KN，由吊車梁傳來壓力P2=30KN，已知e=0.2m，b=0.18m，問截面邊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=P2e=6KN.m（1分）N=P]+P2=100+30=130KN（1分）（2）求應(yīng)力：PM130x1036x106八“八、b+=—丁+—=+=0（2分）maxAW0.18h0.18h2/6h=276.9mm，取h=280mm（1分）b+maxPM—+-AWz6X106130X103+0.18x0.280.18x0.282/6=5.13MPa（2分）6.有一圓筒形乙烯罐，內(nèi)徑Di=1600mm，壁厚5n=16mm，計(jì)算壓力為pc=2.5MPa，工作溫度為-3.5°C，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；Sn=16mm；tw=-3.5°C；pc=2.5MPa；祖=0.85（雙面焊對(duì)接接頭，局部探傷）Q345R：常溫下的許用應(yīng)力：[b]=170MPa設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力：[b]t=170MPa常溫度下的屈服點(diǎn)：bs=345MPa有效壁厚：Se=5n-C=16—3=13mm（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[b2[b]t。8e2、17°x庭5、13=2.33MPa（2分）1600+13Pc>[Pw]..?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170C、工作壓力1.5MPa,釜體上裝有安全閥，其開啟壓力1.6MPa。釜體材料0Cr18Ni10Ti鋼板，雙面對(duì)接焊、全部無損檢測(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=1.6MPa（取安全閥的開啟壓力），計(jì)算壓力？=p=1.6MPa（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20C時(shí)、[。]=137MPa，在170C時(shí)、[o]t=134.2MPa；厚度附加量C=C1+C2=0.8mm（1分）焊接接頭系數(shù)'=L°（對(duì)接雙面焊、全部無損檢測(cè)）；（1分）1.6x1400（2）筒體厚度確定8=P_i=''3=8.4mm（2分）2[b〕e-p2x134.2x1.0-1.61.6x1400（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8廣頂心（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:KpD交八”1.00x1.6x14008=c~~i==8.37mm（2分）2[b]小-0.5p2x134.2x1.0-0.5x1.6KpD（2分）8+C2+C1=8.37+0+0.8=9.17mm，按鋼板厚度規(guī)格向上圓整得8廣10mm。（1分）有效厚度8=8-C=10-0.8=9.2mm（1分）0.15%D=儒x1400=2.1mm

9.2mm>2.1mm，滿足標(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，公稱直徑1500筒體材料022Cr17Ni12Mo2,若選擇BI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)備公稱直徑1500mm，及實(shí)際承載能力約100KN，確定選擇重型BI、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B