化工设备机械基础课后答案.pdf

6- 1a 画出下 面梁的弯 矩图 第一步 求解外 力 ： 1 ） 受力分 析 ， 如下 图 2 ） 应用平 衡方程求 解 ， 可得 3 B C N N qa 第二步 采用截 面法 ， 求 解内力 ： 1 ） A C 段 ： 1 0 x a A x 1 所产生 的剪力朝 上 ， 则在右 侧 ， 故剪力 为负 ， 大小等 于载荷系 数 q 乘以其 作用长 度 x 1 ， 弯矩 作用效果 为凸 ， 故 为负 1 1 2 1 1 ( ) 1 ( ) 2 Q x q x M x q x 同理 ： 2 ） B C 段 ， 2 5 a x a 2 2 2 2 2 2 ( ) 3 1 ( ) 3 ( ) 2 Q x q x q a M x q x q a x a 3 ） C D 段 ， 3 5 6 a x a 3 3 2 3 3 ( ) ( 6 ) 1 ( ) ( 6 ) 2 Q x q a x M x q a x 第三步 剪力弯 矩图如下 ： A C q 4a a B D a - qa 2qa qa - 2qa - qa 2 / 2 - qa 2 / 2 3qa 2 / 2 6- 1c 画出下 面梁的弯 矩图 第一步 求解外 力 ： 1 ） 受力分 析 ， 如下 图 2 ） 应用平 衡方程求 解 ， 可得 2 ; / 2 A A N P M P l 第二步 采用截 面法 ， 求 解内力 ：A P 3P x 1 B C x 2 A B 段 ： 1 0 / 2 x l 1 1 1 ( ) 2 1 ( ) 2 2 Q x P M x P x P l B C 段 ： 2 / 2 l x l 2 2 2 ( ) ( ) ( ) Q x P M x P l x 第三步 ： 画剪力 弯矩图 A P 3P B C - 2P P P l / 2 - P l / 2 6- 1f 画出下 面梁的弯 矩图 第一步 求解外 力 ： 1 ） 受力分 析 ， 如下 图2 ） 应用平 衡方程求 解 ， 可得 ; 3 / 2 A A N P m P l 第二步 采用截 面法 ， 求 解内力 ： 1 ） A B 段 ： 1 0 / 2 x l 1 1 1 ( ) 3 ( ) 2 Q x P M x P x P l 2 ） B C 段 ： 2 / 2 l x l 2 2 ( ) 0 ( ) 2 Q x M x P l 第三步 ： 画剪力 弯矩图 A m = 2P l P l / 2 l / 2 B C P 3P l / 2 2P l7- 1 一木材 单元微体 应力状态 如图所示 ， 若沿木 纹方向木 材的许用 剪应力 = 1.8 M P a ， 。 试校核 该木材 沿木纹方 向的剪应 力强度 。 3 0 2 M P a 1 . 5 M P a 0 . 5 M P a 2 1. 5 60 0. 5 s i n 2 c os 2 2 2 1. 5 s i n 120 0. 5 c os 120 2 1. 77 x y x y x y x y M P a M P a M P a M P a 木材沿 木纹方向 的剪应力 强度足够 。 7- 4 钢轴如 图 7- 18 所示 ， 直径 d = 60m m ， 轴上装 有 2 个轮子 ， 直径均 为 D = 50 0m m ， 若轴材 料许 用应力 = 22 0M P a 。 试分 别按第 3 、 第 4 强度理 论校核该 轴的强度 。m a x m a x 3 3 2 2 3 2 2 3 375 450 0 0. 06 32 32 213 0. 75 212. 9 x d x d M n N m M N m D W M M n M P a W M M n M P a W 所以该 轴强度足 够 。9- 9 设计一台 D i = 1000 m m ， 操作温度为 185 ， 工作压力为 2.5M P a 的容器 ， ， 采用双面对接焊 局部探 伤 ， 配有 标准椭圆 形封头 ， 器顶装有 安全阀 ， 选用 0C r 18N i 1 0 T i ， 介质无 腐蚀性 。 试 确定筒 体和封头 的厚度 。 一 、 筒体 1 ） 设有安 全阀 ， M P a P c 75 . 2 5 . 2 1 . 1 2 ） 双面对 接焊 ， 局 部探伤探 伤 ， 8 5 . 0 3 ） 假设钢 板厚度在 2- 60m m ， MP a MP a MP a C C C o o o 1 . 1 3 2 ) 1 8 5 2 0 0 ( 1 5 0 2 0 0 1 3 0 1 3 7 1 3 0 1 3 0 ; 1 3 7 2 2 5 2 0 0 1 5 0 m m P D P c t i c 3 . 12 75 . 2 85 . 0 1 . 132 2 1000 75 . 2 2 4 ） 由于介 质无腐蚀 ， 0 2 C 3 . 12 0 3 . 12 2 C d 假设钢 板厚度在 8- 25m m ， 8 . 0 1 C 14m m 8 . 0 3 . 12 1 n d n C 圆整 二 、 封头 m m P D P c t i c 2 3 . 12 5 . 0 2 K 可得 ： 14m m n 三 、 水压试 验 2 0 6 M P a 2 m m . 1 3 C 5 7 M . 3 1 . 1 3 2 1 3 7 7 5 . 2 2 5 . 1 2 5 p . 1 p t s n e T t M P a M P a D P e e i T 206 9 . 0 2 . 161 85 . 0 2 . 13 2 ) 2 . 13 1000 ( 57 . 3 2 ) ( T 满足水 压试验10- 1 设计一台圆筒形干燥器 ， 其中一节简单示意图如下 ， D i = 500m m ， 内套用 0.6M P a 的蒸汽加 热 （ 蒸汽温 度 160 ） ， 干燥器 分 5 节 ， 每节 1.2m ， 中间用 法兰连接 ， 材料 Q 235- A F ， 腐蚀 余量 2m m 。 确定 筒体壁厚 。 真空 D i 1 . 2 m 0 . 6 M P a 600 1 筒体 ： 1 ） 壁厚 ： 假设筒 体壁厚 8m m n m m C m m C 2 8 . 0 2 1 1 2 o i 3 3 - C - C 8- 2- 0. 8 5. 2m m D D 2 500 16 516 1. 2 10 1. 2 10 2. 33 516 516 99 20 5. 2 e n n o o e m m L m m L D D 查表得 ： A = 0.0006 ， B = 80 M P a D B p o e 8 . 0 99 / 80 0. 6 0. 1 0. 7 d p M P a p ， 并且 比较接近 ， 合适 。 2 ） 水压 试验 T e t s p 1 . 25p 1 . 25 0. 7 0. 875M P a 5. 2 m m 235M P a T ( ) 0 . 8 7 5 ( 5 0 0 5 . 2 ) 4 2 . 5 0 . 9 2 3 5 2 2 5 . 2 1 T i e e P D M P a M P a 满足水 压试验壁厚 8m m n 合适 。 2. 夹套按 内压容器 算 ， 从略 。 1 ） 设有安 全阀 ， 1. 1 0. 6 0. 66 c P M P a 2 ） 双面对 接焊 ， 全部 探伤探 伤 ， 1 3 ） 假设钢 板厚度在 4.5 - 16 m m ， 1 5 0 2 0 0 1 6 0 113 ; 105 113 105 113 ( 160 150) 111. 4 200 150 o o o C C C M P a M P a M P a 0 . 6 6 6 0 0 1 . 8 2 2 1 1 1 . 4 1 0 . 6 6 i c t c D P m m P 4 ） 假设钢 板厚度在 4.5 - 5.5 m m ， 1 0. 5 C 因为最 小壁厚要 求 ， 取 1 3 C m m 5 ） 由于介 质无腐蚀 ， 2 2 C 1 2 5 d C C 5m m n 2 ） 水压 试验 T d e n 1 2 t s 113 p 1 . 25p 1 . 25 0. 66 0. 84M P a 111. 4 - - = 2. 5m m 235M P a t C C T ( ) 0 . 8 4 ( 6 0 0 2 . 5 ) 1 0 1 . 2 2 0 . 9 2 3 5 2 2 2 . 5 1 T i e e P D M P a M P a 满足水 压试验 壁厚 5m m n 合适 。