浙江海洋学院2012-2013学年第 二 学期
《化工机械基础》课程模拟考试卷参考答案
（适用班级 ）
号学
名姓
级班
业专 院学考试时间： 120分钟
一、名词解释（每题2分，共10分） 1、冲击韧性：材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时并迅速塑性变形的能力。 2、共析钢： 含碳量为0.8%的钢。 3、调质：淬火加高温回火的操作，习惯上称为调质。 4、法兰的公称压力：当法兰由16MnR 制造，并在200℃时的最大允许操作压力。 5、转轴：工作时既承受弯矩又承受扭矩的轴。 二、单项选择题（每题2分，共14分） 1、金属材料在高温下的强度指标是（ D ） A 、屈服极限 B 、强度极限 C 、疲劳根限 D 、蠕变极限 2、亚共析钢在室温下的组织是（ C ） A 、珠光体+渗碳体 B 、铁素体+渗碳体 C 、铁素体+珠光体 D 、奥氏体+渗碳体 3、齿轮的基本参数中，未标准化的参数是（ D ） A 、模数 B 、压力角 C 、顶隙系数 D 、齿数 4、在对内压圆筒进行强度校核时，代入公式中的厚度应指（ D ） A 、计算厚度 B 、设计厚度 C 、名义厚度 D 、有效厚度
5、为了保证外压容器的安全，许用外压[P]与设计外压P 的关系应满足（B ）
A 、[P]≥P B 、[P] ≥P 且接近P C 、[P]≤P D 、[P] ≤P 且接近P
6、压力容器法兰的公称压力为1.6MPa ，法兰的材料为Q235-A ，则这个法兰在200℃时的最大允许工
作压力（B ）
A 、=1.6MPa B 、＜1.6 MPa C 、＞1.6 MPa D 、以上都不是
7、闭式软齿面齿轮传动中最常见的失效形式是（ C ）
A 、轮齿折断 B 、齿面磨损 C 、齿面点蚀 D 、齿面胶合
三、填空题（每空1分，共20分）
1、钢的普通热处理包括四种。
2、 Q235-A ·F ，其中Q 为235A 级，F 表示沸腾钢；0Cr18Ni9 代表奥氏体不锈钢（钢种），18 表示含Cr 量18%_ 9 表示含Ni 量9%； HT150 代表灰铸铁（钢种），150 表示抗拉强度150MPa 。
3、在设计过程中，如在筒体上开椭圆孔，应使椭圆的轴与筒体的轴线平行，以尽量减少开孔对纵截面的削弱程度。
4
5、影响法兰密封的因素主要有螺栓预紧力、密封面型式、垫片性能及法兰刚度和操作条件等。
四、问答题（共21分）
1、简述含碳量对碳钢力学性能的影响。（5分）
答：①随着含碳量的增加，钢的强度和硬度增加，而塑性和韧性则除低。
②但当含碳量越过0.77%时，由于析出的渗碳体形成网状包围珠光体组织，从而削弱了珠光体组织间的联系，因此钢的强度反而除低。
2、蜗杆传动的正确啮合条件是什么？（6分）
答：①蜗杆的轴向模数与蜗轮的端面模数相等。②蜗杆的轴向压力角与蜗轮的端面压力角相等。③蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角相等。
3、试比较半球形封头、椭圆形封头和碟形封头的受力情况和制造难易程度。（10分）
答：
受力情况：半球封头最好，椭圆形封头次之，碟形封头最差。 制造难易程度：碟形封头最易，椭圆形封头次之，半球形封头最难。
五、计算题（共35分）
1、已知E =200GPa ，梁的直径为50mm ，画出弯矩图并求危险
横截面上最大正应力。（10分）
解：
σmax M max 3⨯106===244. 5MPa W Z ⨯503
32
【评分标准】①弯矩图正确4分；②公式正确4分；③代入数据并计算正确2分。
2、某圆筒形化工容器的内径D i =3m，内压P=0.5MPa，选用16MnR 材料，工作温度为250°C ，采用双面对接焊缝，局部探伤，试确定其壁厚。（腐蚀裕量C 2取2m m ）（10分）
解：已知Di=3000mm，P=0.5Mpa ，C 2=2mm，查表得[σ]250=156Mpa，φ=0.85
估计名义厚度为8-25mm ，则由表3取C 1=0.8mm，δd +C1=7.67+0.8=8.47mm，故取δ
3. 试设计轻油裂解气废热锅炉汽包筒体及标准椭圆形封头的壁厚。己知：设计压力1.3MPa ，设计温度为350℃，汽包内径550mm ，材质为16MnR ，筒体带垫板，单面对接焊缝，100％探伤。 （腐蚀裕量C 2取2mm ，封头由整块钢板冲压而成）（15分）
解：已知P=1.3Mpa，Di=550mm，C2=2mm，查表得：[σ]250=134Mpa，φ=0.9
（1）确定筒体的壁厚
n=9mm. δd =pD i 0. 5⨯3000+C =+2=5. 67+2=7. 67mm 22502⨯156⨯0. 85-0. 52[σ]φ-p pD i 1. 3⨯550δd =+C =+2=2. 98+2=4. 98mm 23502⨯134⨯0. 9-1. 32[σ]φ-p
n=6mm. 估计名义厚度为6-7mm ，则由表3取C 1=0.6mm，δd +C1=4.98+0.6=5.58mm，取δ
（2）确定标准椭圆形封头的壁厚。由题意知，φ=1
估计名义厚度为6-7mm ，则由表3取C 1=0.6mm，δd +C1=4.67+0.6=5.27mm，取δ
pD i 1. 3⨯550δd =+C 2=+2=2. 67+2=4. 67mm 2⨯134⨯1-0. 5⨯1. 32[σ
]350φ-0. 5p n=6mm.
浙江海洋学院2012-2013学年第 二 学期
《化工机械基础》课程模拟考试卷参考答案
（适用班级 ）
号学
名姓
级班
业专 院学考试时间： 120分钟
一、名词解释（每题2分，共10分） 1、冲击韧性：材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时并迅速塑性变形的能力。 2、共析钢： 含碳量为0.8%的钢。 3、调质：淬火加高温回火的操作，习惯上称为调质。 4、法兰的公称压力：当法兰由16MnR 制造，并在200℃时的最大允许操作压力。 5、转轴：工作时既承受弯矩又承受扭矩的轴。 二、单项选择题（每题2分，共14分） 1、金属材料在高温下的强度指标是（ D ） A 、屈服极限 B 、强度极限 C 、疲劳根限 D 、蠕变极限 2、亚共析钢在室温下的组织是（ C ） A 、珠光体+渗碳体 B 、铁素体+渗碳体 C 、铁素体+珠光体 D 、奥氏体+渗碳体 3、齿轮的基本参数中，未标准化的参数是（ D ） A 、模数 B 、压力角 C 、顶隙系数 D 、齿数 4、在对内压圆筒进行强度校核时，代入公式中的厚度应指（ D ） A 、计算厚度 B 、设计厚度 C 、名义厚度 D 、有效厚度
5、为了保证外压容器的安全，许用外压[P]与设计外压P 的关系应满足（B ）
A 、[P]≥P B 、[P] ≥P 且接近P C 、[P]≤P D 、[P] ≤P 且接近P
6、压力容器法兰的公称压力为1.6MPa ，法兰的材料为Q235-A ，则这个法兰在200℃时的最大允许工
作压力（B ）
A 、=1.6MPa B 、＜1.6 MPa C 、＞1.6 MPa D 、以上都不是
7、闭式软齿面齿轮传动中最常见的失效形式是（ C ）
A 、轮齿折断 B 、齿面磨损 C 、齿面点蚀 D 、齿面胶合
三、填空题（每空1分，共20分）
1、钢的普通热处理包括四种。
2、 Q235-A ·F ，其中Q 为235A 级，F 表示沸腾钢；0Cr18Ni9 代表奥氏体不锈钢（钢种），18 表示含Cr 量18%_ 9 表示含Ni 量9%； HT150 代表灰铸铁（钢种），150 表示抗拉强度150MPa 。
3、在设计过程中，如在筒体上开椭圆孔，应使椭圆的轴与筒体的轴线平行，以尽量减少开孔对纵截面的削弱程度。
4
5、影响法兰密封的因素主要有螺栓预紧力、密封面型式、垫片性能及法兰刚度和操作条件等。
四、问答题（共21分）
1、简述含碳量对碳钢力学性能的影响。（5分）
答：①随着含碳量的增加，钢的强度和硬度增加，而塑性和韧性则除低。
②但当含碳量越过0.77%时，由于析出的渗碳体形成网状包围珠光体组织，从而削弱了珠光体组织间的联系，因此钢的强度反而除低。
2、蜗杆传动的正确啮合条件是什么？（6分）
答：①蜗杆的轴向模数与蜗轮的端面模数相等。②蜗杆的轴向压力角与蜗轮的端面压力角相等。③蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角相等。
3、试比较半球形封头、椭圆形封头和碟形封头的受力情况和制造难易程度。（10分）
答：
受力情况：半球封头最好，椭圆形封头次之，碟形封头最差。 制造难易程度：碟形封头最易，椭圆形封头次之，半球形封头最难。
五、计算题（共35分）
1、已知E =200GPa ，梁的直径为50mm ，画出弯矩图并求危险
横截面上最大正应力。（10分）
解：
σmax M max 3⨯106===244. 5MPa W Z ⨯503
32
【评分标准】①弯矩图正确4分；②公式正确4分；③代入数据并计算正确2分。
2、某圆筒形化工容器的内径D i =3m，内压P=0.5MPa，选用16MnR 材料，工作温度为250°C ，采用双面对接焊缝，局部探伤，试确定其壁厚。（腐蚀裕量C 2取2m m ）（10分）
解：已知Di=3000mm，P=0.5Mpa ，C 2=2mm，查表得[σ]250=156Mpa，φ=0.85
估计名义厚度为8-25mm ，则由表3取C 1=0.8mm，δd +C1=7.67+0.8=8.47mm，故取δ
3. 试设计轻油裂解气废热锅炉汽包筒体及标准椭圆形封头的壁厚。己知：设计压力1.3MPa ，设计温度为350℃，汽包内径550mm ，材质为16MnR ，筒体带垫板，单面对接焊缝，100％探伤。 （腐蚀裕量C 2取2mm ，封头由整块钢板冲压而成）（15分）
解：已知P=1.3Mpa，Di=550mm，C2=2mm，查表得：[σ]250=134Mpa，φ=0.9
（1）确定筒体的壁厚
n=9mm. δd =pD i 0. 5⨯3000+C =+2=5. 67+2=7. 67mm 22502⨯156⨯0. 85-0. 52[σ]φ-p pD i 1. 3⨯550δd =+C =+2=2. 98+2=4. 98mm 23502⨯134⨯0. 9-1. 32[σ]φ-p
n=6mm. 估计名义厚度为6-7mm ，则由表3取C 1=0.6mm，δd +C1=4.98+0.6=5.58mm，取δ
（2）确定标准椭圆形封头的壁厚。由题意知，φ=1
估计名义厚度为6-7mm ，则由表3取C 1=0.6mm，δd +C1=4.67+0.6=5.27mm，取δ
pD i 1. 3⨯550δd =+C 2=+2=2. 67+2=4. 67mm 2⨯134⨯1-0. 5⨯1. 32[σ
]350φ-0. 5p n=6mm.