江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案
教学内容3．金属材料的工艺性能
(1)、铸造性能
金属在铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力称为铸造性能。
铸造性能包括流动性、充型能力、吸气性、收缩性和偏析等。
（2）、锻造性能
金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度称为锻造性能。
锻造性能的好坏主要与金属的塑性和变形抗力有关。塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。
教学内容（3）、焊接性能
是指材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。
焊接性能好的金属材料可以获得没有裂缝、气孔等缺陷的焊缝，并且焊接接头具有良好的力学性能。低碳钢具有良好的焊接性能，而高碳钢、不锈钢、铸铁的焊接性能则较差。
（4）、切削加工性能
切削加工性能是指金属在切削加工时的难易程度。
切削加工性能好的金属对刀具的磨损小，可以选用较大的切削用量，加工表面也比较光洁。
（a）车外圆面（b）铣平面（c）钻孔
一、 名词解释（10分） 1、无力矩理论：在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用，该情况下的应力状态和承受内压的薄膜相似，又称薄膜理论。 2、法兰的公称压力：以16MnR 在200℃时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该尺寸法兰的公称压力。 3、泊松比：弹性阶段杆件的横向应变与轴向应变之比的绝对值，称为横向变形系数或泊松比。是一无量纲的量，其数值随材料而异，也是通过试验测定的。 ε εν'= 4、同素异构转变：在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称同素异构转变。 5、热脆：硫以FeS 的形态存在于钢中，FeS 和Fe 形成低熔点（9850C ）化合物，而钢材的 热加工温度一般在11500C-12000C 以上，当钢材热加工时由于FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂，称为“热脆”。作图题（共10分） 根据受力图画出剪力图和弯矩图（10分） 三、问答题（共26分） 1. Q235-A ●F 代表 普通碳素钢 （钢种），其中Q 为 屈服强度的头一个拼音字母 ，235为 屈服强度值 ，A 表示 质量等级 ，F 表示 沸腾钢 ；0Cr18Ni9 代表 铬镍不锈钢 （钢种），18 表示 含铬18% ， 9 表示 含镍9% ；ZL7代表 铸铝 （钢种）； H80 代表 黄铜 （钢种），80 表示平均含铜80% 。（5分） 2．埋弧自动焊的优缺点是什么？不锈钢焊接采用何种方法及其特点是什么？（5分） 埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好 缺点：不及手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高、费工时，必须严格控制焊接规范。 不锈钢焊接可采用氩弧焊，用氩气为保护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也不溶于液态金属，可避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。 3．什么是外压容器的失稳？简述外压容器侧向失稳的形式并说明如何通过失稳形势判断 外压容器的类型？（8分） 容器强度足够，却突然失去原有的形状，筒壁被压瘪或发生褶皱，筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形，这种现象称为弹性失稳。其实质是容器筒壁内的应力状态有单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡。 侧向失稳时壳体断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形，产生的波形数n=2时，为长圆筒；n>2时，为短圆筒；如只发生强度破坏，无失稳则为刚性筒。 4、下列容器属一、二、三类容器的哪一类？（8分） （1） 直径为2000mm ，设计压力为10Mpa 的废热锅炉 （2） 设计压力为0.6Mpa 的氟化氢气体储罐 （3） 设计压力为1.0Mpa 的搪玻璃压力容器 （4） p 为4Mpa 的剧毒介质容器 （1） 为三类容器；（2）为二类容器；（3）为二类容器；（4）为三类容器。 四、计算题（共54分） 1、一个低合金钢内压反应釜，内径mm D i 1000=，工作压力MPa 0.2（装有安全阀），工作温度C 0300，釜体采用单面手工电弧焊（有垫板），全部无损探伤，内部介质有轻微腐 蚀性，试设计反应釜筒体壁厚，并校核水压试验强度。（[]MPa t 144=σ
《化工机械基础》教学要点汇总 第一章化工设备材料及其选择 1.了解化学工业及化工设备的特点 2.熟悉化工设备选用材料的一般要求 3.理解描述材料性能的常用指标 （1）力学性能：强度、塑性、硬度、冲击韧性、缺口敏感性 （2）物理性能：线膨胀系数、弹性模量、泊松比 （3）化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性 （4）加工工艺性能 4.了解常用金属材料的分类 5.熟悉钢铁的分类、牌号、表示方法及常见品种和规格 6.了解铁碳合金的组织与结构 7.熟悉碳钢中常见杂质对其性能的影响 8.了解钢的热处理方法及其对性能的影响 9.熟悉合金元素对钢性能的影响 10.了解常见有色金属材料的种类、性能及应用 11.了解常见非金属材料在化工设备中的应用 12.掌握化工设备的腐蚀及防护措施 （1）金属腐蚀的形式、种类及特点 （2）金属腐蚀的评定方法 （3）金属设备的防腐措施 第2章容器设计的基本知识 1.熟悉化工容器的常见分类方法 2.掌握容器的基本结构 3.理解零部件标准化的意义 4.熟悉标准化的基本参数 5.了解压力容器安全监察的意义与监察范围 6.了解压力容器相关的法律法规 7.掌握压力容器机械设计的基本要求 第3章内压薄壁容器的应力分析 1.熟悉薄壁容器及其应力特点 2.熟悉薄膜应力理论的基本概念及基本假设 3.掌握常见轴对称回转壳体薄膜应力的计算方法 4.了解轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围 5.熟悉边缘应力的概念、特点及处理 第4章内压薄壁圆筒与封头的强度设计 1.熟悉强度设计的主要任务及计算过程 2.理解弹性失效的设计准则 3.熟悉强度理论及相应的强度条件 4.掌握常见轴对称回转壳体的强度设计计算方法：主应力、相当应力强度条件、计算壁厚、应力校核、最大允许工作应力、最大允许工作压力 5.掌握常用设计参数的确定方法：工作压力、设计压力、计算压力、爆破膜系数、设计温度、许用应力、安全系数、焊接接头系数、钢板负偏差、腐蚀裕量、钢板的标准厚度系列、筒体及封头的标准直径系列 6.熟悉强度设计中各种厚度的概念及区别 7.熟悉压力试验的种类、目的以及试验压力的确定与校核 8.掌握常见封头的种类、结构、特点及应用场合 第5章外压圆筒与封头的设计 1.熟悉内压容器与外压容器在受力、变形、判废、设计等方面的区别 2.熟悉外压容器失稳的分类 3.了解临界压力的概念及影响临界压力的因素 4.了解长圆筒、段圆筒及刚性圆筒的性质及区别 5.熟悉外压圆筒加强圈的作用、结构及其与筒体的连接方式第6章容器零部件 1.掌握法兰联接结构、密封原理及法兰泄漏的主要形式 2.熟悉法兰的结构和分类 3.熟悉影响法兰密封的因素 4.了解法兰的标准类型及标记方法 5.熟悉常见容器支座的种类、结构及应用场合 6.熟悉开孔应力集中现象及应对方法 7.熟悉接管、凸缘、手孔、人孔和视镜的功能、结构及标准规格 第7章管壳式换热器 1.熟悉换热器的功能及分类 2.熟悉衡量换热器好坏的标准 3.熟悉管壳式换热器的结构及主要零部件 4.掌握管壳式换热器的种类及特点 5.熟悉换热管的材质、结构及尺寸 6.熟悉管子与管板的连接方式和特点 7.熟悉换热管的排列形式及特点 8.了解换热管管间距的要求 9.熟悉换热管的分程要求及管程布置方式 10.了解换热器管板与壳体的连接方式 11.熟悉折流板和支承板的功能及常用型式 12.了解旁路挡板和拦液板的功能 13.熟悉换热器中温差应力的来源及补偿方法 14.了解膨胀节的功能与结构 15.了解换热器管箱及壳程接管的功能及结构 16.理解换热器的设计过程及选型 第8章塔设备的机械设计 1.熟悉塔的分类及主要结构部件 2.了解塔设备机械设计的基本要求 3.熟悉塔体承受的主要载荷：质量载荷、地震载荷、风载荷、偏心载荷 4.熟悉计算压力在塔体中引起的轴向应力、操作或非操作时重力及地震力在塔体中引起的轴向应力及弯矩在塔体中引起的轴向应力的分布情况 5.掌握塔体操作或非操作时最大组合轴向压应力和最大组合轴向拉应力的分布情况 6.熟悉裙座的结构及常用类型 7.熟悉塔体和裙座的机械设计过程 8.熟悉板式塔的基本结构 9.熟悉塔盘的基本类型和支承方法 10.熟悉填料塔的基本结构及各部件的种类和功能 第9章搅拌器的机械设计 1.熟悉搅拌设备的作用、应用及基本结构 2.熟悉搅拌器的类型及应用 3.熟悉影响搅拌器搅拌功能的因素 4.了解影响搅拌罐长径比的因素 5.熟悉搅拌罐的装料量及装料系数 6.了解搅拌罐的顶盖结构及传动密封装置结构 备注：学习要求按重要性分五个层面，掌握★★★★，理解★★★，熟悉★★，了解★，其他未在教学及考查范围内的内容未列入本汇总。请参考本汇总要求，并结合课后习题，合理安排复习。个别课上未讲授内容，请自学完成。
2004.6 《化工机械基础》期末试题 (A) 答案 一、名词解释（10分） 1、名义屈服极限：对于没有明显屈服极限的材料，规定用出现0.2%塑性变形时的应力作为名义屈服极限，用2.0σ表示。 2、冲击韧度：材料的抗冲击能力常以使其破坏所消耗的功或吸收的能除以试件的截面面积来衡量，称为材料的冲击韧度，以k α表示，单位J/cm 2。 3、薄壁容器：根据容器外径0D 与内径i D 的比值K 来判断，2.1≤K 为薄壁容器。 i D D K 0 = 4、筒体的弹性失稳：在外压作用下，筒体突然失去原有形状的现象称为弹性失稳。 5、垫片密封比压力：在法兰密封中形成初始密封条件的压紧应力叫垫片密封比压力。 二．问答题（共42分） 1、画出低碳钢的拉伸和压缩应力—应变示意图，简要说明各个阶段的名称以及各种极限应 力的名称。（8分） （1）弹性变形阶段，弹性极限或比例极限； （2）屈服阶段，屈服极限； （3）强化阶段、强度极限； （4）颈缩阶段或局部变形阶段。 2．不锈钢为什么含碳量都很低？（4分） 在铬不锈钢中，起决定作用的主要元素是铬。由于钢中存在的碳元素能与铬形成铬的碳化物，因而消耗了铬，致使钢中的有效铬含量减少，使钢的耐腐蚀性降低，故不锈钢中的含碳量都是较低的。
3．下列钢号各代表何种钢，符号中的字母和数字各有什么意义？（8分） Q235-A.F 代表普通碳素钢（钢种），其中Q为屈服强度的头一个拼音字母，235为屈服强度值，A表示质量等级，F表示沸腾钢。 20代表优质碳素钢，20为含碳量0.2%。 16MnDR 代表普通低合金钢，含碳量0.16%，含Mn小于1.5%，D表示低温用钢，R 代表容器用钢 HSn70-1 代表锡黄铜（钢种），又称海军黄铜，H为黄铜牌号，70 表示平均含铜70%，1表示含锡1%，含锌29%。 4．手工电弧焊、埋弧自动焊和氩弧焊的特点是什么？（6分） 手工电弧焊：设备简单，操作灵活，对空间不同位置、不同接头形式的焊缝均能方便地进行焊接，被广泛使用。 埋弧自动焊的优点：1）生产效率高；2）焊缝质量高；3）劳动条件好。缺点：不及手工电弧焊灵活，工件边缘准备和装配质量要求高、费工时，必须严格控制焊接规范。 氩弧焊：用氩气为保护介质，是惰性气体，既不与金属起化学反应也不溶于液态金属，可避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。由于氩气比较稀缺，使其焊接成本较高，目前主要用来焊接易氧化的有色金属、稀有金属、高强度合金钢及一些特殊用途的高合金钢。 5．法兰的公称压力是如何定义的？一设备法兰的操作温度为2800C，工作压力为0.4MPa，当材料为Q235-A和15MnVR时应分别按何种公称压力级别确定法兰几何尺寸。（6分） 以16MnR在200℃时的力学性能为基础，其最大操作压力即为具有该尺寸法兰的公称压力。 Q235-A应按公称压力1.0MPa级别确定法兰的几何尺寸。
1. 对于铁基合金，其屈服强度随着温度的升高而（降低），弹性衡量E 随着温度的升高而（降低）。 2. A 、Z 是金属材料的（塑性）指标；m R eL R 是金属材料的（强度）指标；2KV 是金属材料的（韧性）指标。 3. 对钢材，其泊松比 约为（0.3） 4. 氢腐蚀属于化学腐蚀与电化学腐蚀中的（化学）腐蚀，而晶间腐蚀与应力腐蚀属于（电化学）腐蚀。 5. 奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的温度是（450）~（800）°C ，防止晶间腐蚀的方法一是减少奥氏体不锈钢中的含（碳）量，二是在奥氏体不锈钢中加入（Ti ）和（Nb ）元素。 6. 应力腐蚀只有在（拉）应力状态下才能发生。在（压）和（剪切/扭转）应力状态下则不会发生应力腐蚀。 7. 钢铁卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（内径）。 8. 无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的（外径）。 1. 有一容器，其最高气体工作压力为1.6MPa ，无液体静压作用，工作温度≤150°C ，且装有安全阀，试确定该容器的设计压力p=（1.76）MPa ，水压试验压力r p =（1.76）MPa 3.有一立式容器,下部装有10m 深,密度为ρ=1200kg/m3的液体介质,上部气体压力最高达0.5MPa,工作温度≤100℃,试确定该容器的设计压力p=(0.55)MPa;计算压力p c =(0.617)MPa;水压试验压力p T =(0.69)MPa.
4.标准碟形封头之球面部分内径R i=(0.9)D i;过渡圆弧部分之半径r=(0.17)D i. 5.承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向)弯曲应力,且最大应力在圆平板的(边缘)处;若周边简支,最大应力是(径向)和(切向)弯曲应力,且最大应力在圆平板的(中心)处。 6.凹面受压的椭圆形封头,其有效厚度Se不论理论计算值怎样小,当K≤1时,其值应小于封头内直径的(0.15)%;K>1时,Se应不10. 小于封头内直径的(0.3)%. 7.对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚S min=(3)mm;对于高合金钢制容器,其最小壁厚S min=(2)mm. 8.对碳钢,Q345R,Q370钢板制容器,液压试验时,液体温度不得低于(15) ℃,其他低合金钢制容器(不包括低温容器),液压试验时,液体温度不得低于(5) ℃ 1.有一容器，其最高气体工作压力为2MPa，无液体静压，工作温度为300°C，且装有爆破片（已知爆破片的设计爆破压力为 2.585MP啊，爆破片的制造范围上限为0.16MPa），试确定该容器的设计压力p=（2.745）MPa，计算压力Pc=（2.745）MPa，水压试验压力Pt=（ 3.43）MPa. 3.标准椭圆形封头的长短半轴之比a/b=（2），此时的K=（1）
一、名词解释： 1.力偶：力偶就是受到大小相等，方向相反，互相平行的两个力的作用，对物 体产生的是纯转动效应（即不需要固定转轴或支点等辅助条件）P5 2.弹性极限：保证材料不发生不可恢复变形的最高限值的应力值为材料的比例 极限，也可称为弹性极限。P24 3. 表面淬火：表面淬火是将工件的表面通过快速加热到临界温度以上，在热量 还来不及传导至心部之前，迅速冷却。P108 4. 打滑：若所传递的圆周力超过带与带轮接触面间的极限摩擦力时，带就会沿 着轮面发生全面滑动，这种现象称为打滑。P230 5. 焊接：焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子 （分子）间结合力而连接成一体的联接方法。P130 6. 弹性失稳：在外压作用下，筒体突然失去原有形状的现象称为弹性失 稳.P164 7.蠕变：碳钢构件在超过400℃的高温下承受外力时，虽然外力大小不变，但 是构件的变形却随着时间的延续而不断增长，而且这种变形是不可恢 复的。高温受力构件所特有的这种现象，称为材料的蠕变。P29 8.冲击韧性：材料的抗冲击能力常以使其破坏所消耗的功或吸收的能除以试件 的截面面积来衡量，称为材料的冲击韧度。P102 9.耐热钢：耐热钢是指高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢 P115 10.铁素体：碳溶解在中形成的固溶体称为铁素体。P105 11.铸铁：工业上常用的铸铁，其含碳量一般在2%以上，并含有S ，p，si，Mn 等杂质。P111 12.硬度：硬度是指固体材料对外界物体机械作用（压陷、刻划）的局部抵抗能 力。P101
13.抗拉强度：抗拉强度表示材料抵抗外力而不致断裂的最大应力。P100 14.热处理：钢、铁在固态下通过加热、保温和不同的冷却方式，改变金相组织 以满足所要求的物理、化学与力学性能，这种加工工艺称为热处 理。P107 15.化学热处理：化学热处理是将零件置于某种化学介质中，通过加热、保温、 冷却等方法，使介质中的某些元素渗入零件表面。改变其表 面层的化学成分和组织结构，从而使零件表面具有某些特殊 性能。P108 16.电化学腐蚀：金属与电解质溶液间产生电化学作用所发生的腐蚀称电化学腐 蚀。P123 17.化学腐蚀：化学腐蚀是金属表面与环境介质发生化学作用而产生的损坏，它 的特点是腐蚀在金属的表面上。腐蚀过程中没有电流的产生。 18.有色金属：铁以外的金属称非铁金属，也称有色金属。P116 二、简答题 1.在中低压容器设计中，由于半球形封头受力情况好，因此常常作为最佳的凸形封头被选用。请分析这句话对不对？ 答：不对。虽然球形封头受力情况最好，但由于制造困难，多用于大型高压容器封头和压力较高的储罐上；而在中低压器器设计中，通常选用的是标准椭圆形封头，其受力情况虽不如球形封头好，但优于碟形封头，制造虽较碟形封头难，但易于球形封头。 2.补强圈与加强圈有什么区别？ 答：补强圈是在压力容器开孔部位周围贴焊一层钢圈，目地是补强由于开孔造成的应力集中问题。一般补强圈面积等于开孔面积。加强圈是增加容器刚度和提高外压容器的临界压力的方法，加强圈可以焊接在容器的外面，也可以焊接在容器的里面。尤其在外压容器筒体上适当的增设加强圈更为经济。
化工机械基础期末复习题及答案 化工设备机械基础复习题一选择题 1、材料的刚度条件是指构件抵抗（B）的能力。A．破坏B．变形C．稳定性D．韧性 2、一梁截面上剪力左上右下，弯矩左顺右逆，描述正确的是（A）。A．剪力弯矩均为正B．剪力弯矩均为负C．剪力为正弯矩为负D．剪力为负弯矩为正 3、内压容器封头直边的作用是（B）。 A．制造加工容易B．防止热应力与边缘应力叠加C．局部加强D．节约材料4、构件的强度、刚度和稳定性（C） A．只与材料的力学性质有关；B．只与构件的形状尺寸有关；C．与A和B都有关；D．与A和B都无关。 5、为保证整个机器设备在外力作用下安全可靠地工作，它们的每个构件必须满足三个基本条件，即要有足够的（C） A．强度、刚度、塑性B.塑性、韧性、稳定性C．强度、刚度、稳定性D.塑性、韧性、强度6、下述类型设备中，承压性能最好的是（A）。 A．球形容器B．圆筒形容器C．方形容器D．椭圆形容器7、平面一般力系的平衡条件为（B）A．F某0,Fy0B．F某0,Fy0,Mo(Fi)0 C．F某0D．F某0,Mo(Fi)0 8、受外压的圆筒壳体其破坏形式为失稳的是（C）A．长圆筒、刚性圆筒B．短圆筒、刚性圆筒C．长圆筒、短圆筒D．长圆筒、短圆筒、刚性圆筒9、单元体上的主平面是指（A）
A．剪应力为零的平面B．既有正应力又有剪应力的平面C．正应力为零的平面D．既没有正应力又没有剪应力的平面 10、优质非合金钢20g表示（D）A．含碳量为千分之20的容器用钢B．含碳量为万分之20的容器用钢C．含碳量为千分之20的锅炉用钢D．含碳量为万分之20的锅炉用钢 11、关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，正确的是（D） A．应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；B．应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；C．应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为材料失效；D．应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效12、在承受内压的圆柱形容器上开椭圆孔，应使椭圆的长轴（B）A．与筒体轴线平行B．与筒体轴线垂直C．与筒体轴线成45度角D．任何方向均可13、下述材料中哪一个与其它材料不同类（C/D）。A．低碳钢B．优质钢C．铜D．铸铁14、当采用无缝钢管作为筒体时，其公称直径为（A）A．管子的外径B．管子的内径C．管子的平均直径D．管子的公称直径 15、用三种不同材料制成尺寸相同的试件，在相同的试验条件下进行拉伸试验，得到的应力—应变曲线如图示。比较三条曲线，可知拉伸强度最高、弹性模量最大、塑性最好的材料是（A） A．a、b、cB．b、c、aC．b、a、cD．c、b、a 16、化工容器就其整体而言，通常属于轴对称问题，是因为（D）A．壳体的几何形状对称于回转轴B．约束对称于回转轴C．所受外力对称于回转轴D．A、B、C均是17、根据小变形条件，可以认为（D）A．构件不变形B．构件不破坏
化工设备机械基础教学大纲 课程编码：12100138 课程英文译名：The Basic Principle of Chemical Engineering Equipment 课程类别：专业基础课 开课对象：化学工程与工艺、制药工程专业 开课学期：第4学期 学分：3学分总学时：51学时讲课：51学时 一、说明 【目的任务】 本课程是高等工科院校化工工艺专业的技术基础课程，主要介绍机械基础的基本理论和实际应用，旨在化学工程师和机械工程师的相关理论之间建立桥梁和纽带。 本课程教学的任务是： 1、使学生掌握机械基础的基本知识，基本理论及机械设计的方法和要求，为学习后继课程和从事实际的工程技术工作打下基础。 2、使学生了解化工容器的类型与结构特点，掌握容器设计计算的方法和要求，掌握化工设备标准零部件的结构与选用，掌握化工设备中常用转动装置的工作原理，结构和设计计算方法，培养学生设计计算的能力和处理工程技术问题的能力。【教学安排】 本课程为考试课，在第4学期完成，总学时数为51学时。 二、学时分配
三、课程内容与教学要求 第一篇工程力学基础（21学时） 第一章物体的受力分析及其平衡条件（3学时） 【教学要求】 使学生掌握静力计算的基本思路和方法，取分离体、受力分析、绘制受力图，建立平衡方程，求解未知力。 【教学内容】 一、力的概念和基本性质 二、力矩与力偶 三、物体的受力分析及受力图 四、平面力系的平衡方程式 第二章直杆的拉伸和压缩（3学时） 【教学要求】 使学生掌握材料受力时的变形特点和研究方法，掌握应力与应变的计算及许用应力的概念，能进行强度的计算与校核。 【教学内容】 一、直杆的拉伸和压缩 二、拉伸和压缩时材料的机械性质 三、拉伸和压缩的强度条件
第一章 1.对构件进行受力分析时应先画出作用在物体上的主动力与约束反力。答案: 对 2.作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用同一直线，属平衡力系。答案: 错 3.关于刚体的描述，下面正确的是（）答案:其他选项都正确 4.户外塔体受哪些载荷作用（）答案:风载荷;重量载荷;偏心载荷;工作压力 5.下述哪种约束类型是由力和力矩共同作用（）答案:固定端约束 6.作用在刚体上的一个力，从原位置平行移到另一位置，必须附加一个力偶。 答案:对 7.力偶的作用效果是使物体转动。答案:对 第二章 1.构件的基本变形包括（）答案:扭转;剪切;拉伸/压缩;弯曲 2.计算横截面内力的方法为截面法（）答案:对 3.关于内力与应力的关系中，说法正确的是（）答案:应力是内力的分布集度 4.低碳钢的抗拉能力和抗压能力相同，而铸铁的抗拉能力小于其抗压能力（） 答案:对 5.表面光滑的低碳钢杆被拉伸时，在屈服阶段（）答案:表面出现与轴线成45° 的滑移线 6.下列变形属于可以恢复的是（）答案:弹性变形 7.虎克定律的适用范围是小于材料的屈服极限（）答案:对 8.以下关于轴力的说法中，哪一个是错误的（）答案:轴力是沿杆轴作用的外 力 9.关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，正确的是（）答案:应力不增 加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效 10.一般情况下脆性材料的抗拉能力较弱（）答案:对 11.低碳钢在拉伸过程会经过（）答案:屈服段;强化段;颈缩段;弹性段 12.铸铁材料根据其性能应归属塑性材料（）答案:错 13.构件的强度、刚度和稳定性（）答案:与材料的力学性质和构件的形状尺寸 都有关 第三章 1.一梁截面上剪力左上右下，弯矩左顺右逆，描述正确的是（）答案:剪力弯 矩均为正 2.纯弯曲时的正应力计算公式同样适用于横力弯曲正应力的计算（）答案:错 3.化工装置中装有液体的卧式容器可视为（）答案:外伸梁
前言 本设计的液料为液氨。液氨，又称为无水氨，是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。 液氨储罐属于化工常见的储运设备，一般可分解为筒体，封头，法兰，人孔，手孔，支座及管口等几种元件。储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定。 液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体的性状及厚度、封头的性状及厚度、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。 本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。
目录 第一部分设计绪论......................................................................... （1）设计任务、设计思想、设计特点.................................................... （2）主要设计参数的确定及说明........................................................... 第二部分材料及结构的选择与论证........................................... （1）材料的选择与认证 ........................................................................ （2）结构的选择与认证 ........................................................................ 第三部分设计计算......................................................................... （1）计算筒体的壁厚............................................................................ （2）计算封头的壁厚............................................................................ （3）水压试验压力及其强度校核........................................................（4）选择人孔并核算开孔补强……………………………………....（5）选择鞍座并核算承载能力 .............................................................. （6）选择液位计................................................................................... （7）选配工艺接管 ............................................................................... 第四部分设计心得 ...........................................................................
化工机械基础知识考核 一、选择题 1、65Mn是（）。[单选题] * A、合金钢 B、工具钢 C、优质碳素结构钢√ 2、拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（）。[单选题] * A、屈服强度 B、抗拉强度√ C、弹性极限 3、碳钢和铸铁都是铁和碳的合金，它们的主要区别是含（）量不同。[单选题] * A、硫 B、碳√ C、铁 D、磷 4、下列指标中（）不属于机械性能指标。[单选题] * A、硬度 B、塑性 C、强度 D、导电性√
5、用于传动的螺纹（）。[单选题] * A、普通螺纹 B、圆锥管螺纹 C、矩形螺纹√ D、细螺纹 6、对于正常标准齿轮齿顶高系数是（）。[单选题] * A、1√ B、0.25 C、0.8 D、0.3 7、属于摩擦传动的是（）。[单选题] * A、链传动 B、齿轮传动 C、蜗杆传动 D、带传动√ 8、平带和V带传递动力是靠（）。[单选题] * A、拉力 B、接触面的摩擦力√ C、弹力 9、机器在不停机时能方便分离两根轴的是（）。[单选题] * A、联轴器 B、制动器
10、普通V带的型号截面积最大（）。[单选题] * A、Y B、E√ C、D D、C 11、传动比大结构紧凑传动是（）。[单选题] * A、齿轮√ B、链传动 C、带传动 12、国际规定分度圆的压力角（）度。[单选题] * A、a =20√ B、a=30 C、a=45 D、a=60 13、两轮的齿数相同模数大的齿轮的直径（）。[单选题] * A、越小 B、不变 C、越大√ D、d=mz 14、既受弯曲载荷又受扭转载荷的轴是（）。[单选题] * A、心轴
化工机械基础理论知识考核试题 一、选择题 1. 材料的冲击韧度对温度很敏感通常随温度升高而（）。[单选题] 降低 升高√ 不变 不同的材料变化不一样 2. 调质处理是（）。[单选题] 退火＋高温回火 淬火＋高温回火√ 淬火＋低温回火 3. 化学热处理与其它热处理相比能（）。[单选题] 改变钢的组织化学成分也发生改变√ 不改变钢的组织化学成发生改变 改变钢的组织化学成分不改变 两者都不改变 4. 灰铸铁中碳多以（）状态存在。[单选题] 化合态 自由态的片状石墨√ 球状石墨
5. 下列热处理冷却速度最快的是（）。[单选题] 退火 回火 淬火√ 正火 6. 衡量材料塑性的指标（）。[单选题] 硬度 延伸彔√ 屈服点 强度 7. 跟据载荷的作用方式不同有（）。[单选题] 3种 4种 5种√ 2种 8. 黄铜是（）。[单选题] 以锌为主铜合金√ 以镍为主的铜合金 锡为主铜合金 9. 屈服点是衡量塑性材料（）的重要指标。[单选题]硬度
疲劳强度 屈服极限 10. 下列哪些符号表示布氏硬度（）。[单选题] HR HBS HRC HBW√ 11. 下列是不锈钢是( )。[单选题] Q235A 38CrMoAIA W18Cr4V 1Cr19Ni9√ 12. 材料的选择原则首先满足( )要求的前提下，再考虑工艺性、经济性。[单选题]硬度 强度 耐蚀性 使用√ 13. 金属材料抵抗永久变形和断裂的能力称为( )。[单选题] 硬度 塑性 韧性
14. 冲击试验测定金属材料的( )。[单选题] 强度 疲劳强度 韧性√ 塑性 15. 钢材、焊材中有害的化学元素是( )。[单选题] S、P√ Mn、S Mn、Si P、Si 16. 调质钢具有较高的( )。[单选题] 硬度 韧性 塑性 综合力学性能√ 17. 可锻铸铁中的石墨呈团絮状存在，因此具有较好的( )。[单选题]塑性和韧性√ 耐高温性 抗拉强度 耐腐蚀性 18. 普通、优质和高级优质钢划分的依据是( )。[单选题]
《化工设备机械基础》习题解答 第一章化工设备材料及其选择 一.名词解释 A组： 1.蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。或者金属在高温和应力的作用下逐渐产生塑性变 形的现象。 2.延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。 3.弹性模数(E)：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε,比例系数E为弹性模数。 4.硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。 5.冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及 时和迅速塑性变形的能力。 6.泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。对于钢材，μ=0.3 。 7.耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。 8.抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。 9.屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。 10.抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。 B组： 1.镇静钢：镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂Si, Al等完全脱氧脱氧，是脱氧完全的钢。把FeO中的氧还原出来，生成 SiO2和Al2O3。钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。 2.沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生 自脱氧反应，放出大量CO 气体，造成沸腾现象。沸腾钢锭中没有缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。 3.半镇静钢：介于镇静钢和沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢，上半部像镇静钢。 4.低碳钢：含碳量低于0.25%的碳素钢。 5.低合金钢：一般合金元素总含量小于5%的合金钢。 6.碳素钢：这种钢的合金元素含量低，而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。 7.铸铁：含碳量大于2%的铁碳合金。 8.铁素体：碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体叫铁素体。 9.奥氏体：碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体叫奥氏体。 10.马氏体：钢和铁从高温奥氏体状态急冷下来，得到一种碳原子在α铁中过饱和的固溶体。 C. 1.热处理：钢铁在固态下通过加热,保温和不同的冷却方式，以改变其组织、满足所需要的物理,化学与机械性能，这 样的加工工艺称为热处理。 2.正火：将加热到临界点以上的一定温度，保温一段时间后的工件从炉中取出置于空气中冷却下来，冷却速度比退 火快，因而晶粒细化。 3.退火：把工件加热到临界点以上的一定温度，保温一段时间，然后随炉一起冷却下来，得到接近平衡状态组织的 热处理方法。 4.淬火：将钢加热至淬火温度（临界点以30～50oC）并保温一定时间，然后再淬火剂中冷却以得到马氏体组织的一 种热处理工艺。淬火可以增加工件的硬度、强度和耐磨性。 5.回火：在零件淬火后再进行一次较低温度的加热与冷却处理工艺。回火可以降低和消除工件淬火后的内应力，使 组织趋于稳定，并获得技术上所要求的性能。