【精选】化工设备机械基础习题及答案.doc

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和钢丝BC用铰链A连接而组成。P=20KN,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。
 
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光滑面上。在AC上作用有一垂直力P。如不计梯子自重,当P=600N,a=75℃,h=3m,a
=2m时,求绳的拉力的大小。
 
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试用截面法求各杆件所标出的横截面上的内力和应力。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ΔL=。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=×105MPa,比例极限sp=210MPa;在轴向拉力P作用下,纵向线应变e=。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e=,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,d=10mm。已知钢板的许用应力[s]=160MPa,对接焊缝许用应力[s]=128MPa,拉力P=60KN。试校核其强度。


11.
已知反应釜端盖上受气体内压力及垫圈上压紧力的合力为400KN,其法兰联接选用Q235-A钢制M24的螺栓,螺栓的许用应力[s]=54MPa,由螺纹标准查出M24螺栓的根径d=,试计算需要多少个螺栓(螺栓是沿圆周均匀分布,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[s]=140MPa;BC为方木杆,许用应力[s]=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[s]=50MPa,试校核活塞杆的强度。
参考答案
1-:横截面上的应力:
MPa
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和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[s]=1MPa,试求垫板截面所需的尺寸。


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f1600mm,壁厚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和弯曲应力。


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[s]=120MPa。问工字梁的强度是否足够。


18.
分馏塔高H=20m,塔内径为f1000mm,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[s]=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[s]=150MPa。试设计I-I及II-II截面的尺寸。


21.
横梁设计为矩形截面h/b=3∶1,许用应力[s]=160MPa,求此梁的最大挠度和最大转角。钢材的弹性模量E=×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=5m