沈陽(yáng)理工大學(xué) 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)大綱

1、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱課程代碼：課程英文名稱：Mechanic Base of Chemical Equipment課程總學(xué)時(shí)：48 講課：48 實(shí)驗(yàn)：0 上機(jī)：0適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝本科專業(yè)大綱編寫(xiě)（修訂）時(shí)間：2010年7月一、 大綱使用說(shuō)明（一）課程地位及教學(xué)目標(biāo)本課程為化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,考查課。包括工程力學(xué)基礎(chǔ)（靜力學(xué)、材料力學(xué)）和化工設(shè)備材料基礎(chǔ)兩大部分。其任務(wù)是使學(xué)生了解相關(guān)的工程力學(xué)和材料學(xué)的基本知識(shí)，熟悉工程力學(xué)計(jì)算的基本方法，為后續(xù)化學(xué)工程類課程提供必要的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。為進(jìn)一步學(xué)習(xí)化工設(shè)備的設(shè)計(jì)、使用、管理與維護(hù)打下基礎(chǔ)。（二）知識(shí)、能力及技能方面的基

2、本要求掌握各類化工設(shè)備中常見(jiàn)工程力學(xué)問(wèn)題的類型、熟悉計(jì)算方法與過(guò)程，了解化工設(shè)備所用材料的性能指標(biāo)等基本要素。了解簡(jiǎn)單的貯運(yùn)類壓力容器的機(jī)械設(shè)計(jì)。（三）實(shí)施說(shuō)明課程的教學(xué)應(yīng)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性。要求工程問(wèn)題分析與實(shí)例計(jì)算方法相結(jié)合。理論教學(xué)主要是講清概念，學(xué)會(huì)應(yīng)用，對(duì)數(shù)學(xué)推導(dǎo)一般不作演繹。課堂討論、習(xí)題等教學(xué)環(huán)節(jié)要重視分析化工生產(chǎn)的實(shí)例，將課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。工程力學(xué)是課程教學(xué)的核心內(nèi)容，化工設(shè)備材料基礎(chǔ)部分在講課中要結(jié)合化工行業(yè)的實(shí)際，允許對(duì)教學(xué)內(nèi)容做必要調(diào)整和組合。（四）對(duì)先修課的要求應(yīng)在普通物理學(xué)、化工原理和化工制圖課程完成后開(kāi)設(shè)本課。（五）對(duì)習(xí)題、實(shí)驗(yàn)

3、環(huán)節(jié)的要求習(xí)題以工程計(jì)算類題目為主。每次理論課后應(yīng)安排12道計(jì)算類題目，全課約安排2030道題，安排習(xí)題課2課時(shí)（機(jī)動(dòng)使用）。(六)課程考核方式1.考核方式：考查2考核目標(biāo)：考核學(xué)生對(duì)工程力學(xué)基本問(wèn)題的計(jì)算能力和對(duì)化工設(shè)備材料的基本了解狀況3.成績(jī)構(gòu)成：平時(shí)考核占50%（包括隨堂測(cè)試、出勤、作業(yè)等），期末綜合測(cè)試占50%。（七）參考書(shū)目：化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，趙軍等編，化學(xué)工業(yè)出版社 2007年工程力學(xué)，陳維新主編，高等教育出版社 2006年化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，刁玉瑋等編，大連理工大學(xué)出版社 2008年二、中文摘要本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)選修課程。由工程力學(xué)基礎(chǔ)（含靜力學(xué)和材料力學(xué)）部分

4、和化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分兩大內(nèi)容構(gòu)成。其任務(wù)是使學(xué)生掌握設(shè)計(jì)化工設(shè)備所需相關(guān)的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、材料學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，了解化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算的基本方法。為后續(xù)化學(xué)工程類課程的學(xué)習(xí)提供必要的設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)。三、課程學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)1受力分析與靜力平衡方程81.1受力分析與受力圖21.2力矩與力偶21.3平面力系的平衡21.4靜力學(xué)綜合練習(xí)22直桿拉伸、壓縮與剪切82.1材料力學(xué)基本假設(shè)22.2材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能22.3材料拉伸與壓縮時(shí)強(qiáng)度計(jì)算22.4剪切與擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算23圓軸扭轉(zhuǎn)63.1圓軸扭轉(zhuǎn)的扭矩計(jì)算23.2圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的剪力分布及其計(jì)算23.3圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度

5、計(jì)算與剛度計(jì)算24平面彎曲104.1桿件受力時(shí)的剪力和彎矩24.2剪力圖與彎矩圖24.3彎曲正應(yīng)力的計(jì)算24.4彎曲變形24.5平面彎曲綜合練習(xí)25組合變形65.1強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介25.2彎曲與拉伸組合時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算25.3彎曲與扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算26化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)概述86.1容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與要求26.2化工容器常用的金屬材料26.3內(nèi)壓容器的薄殼應(yīng)力計(jì)算26.4容器附件27課程總結(jié)22合計(jì)4848四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第1部分 受力分析與靜力平衡方程總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）8 講課8 實(shí)驗(yàn)0 上機(jī)0具體內(nèi)容：第1.1部分 受力分析與受力圖（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）力、剛體、平衡以及二力構(gòu)件的

6、概念，靜力學(xué)公理（平衡原理或定律）；2）約束與約束反力，受力圖；3）力的投影和合力投影定理重 點(diǎn)：受力圖難 點(diǎn)：約束、約束反力第1.2部分 力矩與力偶 （講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）力矩與力偶，力的平移；2）平面力系的簡(jiǎn)化，合力矩定理；重 點(diǎn)：力矩與力偶難 點(diǎn)：平面力系的簡(jiǎn)化第1.3部分 平面力系的平衡 （講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：平面力系的平衡方程及應(yīng)用。重 點(diǎn)：力系平衡方程的應(yīng)用難 點(diǎn)：一般力系平衡的計(jì)算。第1.4部分 靜力學(xué)綜合練習(xí) （講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：力系平衡問(wèn)題的計(jì)算。習(xí)題：力系平衡問(wèn)題的計(jì)算。第2部分 直桿拉伸、壓縮與剪切總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）8 講課8 實(shí)驗(yàn)0 上機(jī)0第2.1部分 材

7、料力學(xué)基本假設(shè) （講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1)材料力學(xué)的基本假設(shè)2）軸向拉伸與壓縮桿件的受力與變形特點(diǎn)，軸力、應(yīng)力、應(yīng)變的概念及其計(jì)算，虎克定律；第2.2部分 材料力學(xué)基本假設(shè) （講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1)拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能2)的拉伸與壓縮曲線重 點(diǎn)：材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)特性指標(biāo)難 點(diǎn)：一般力系平衡的計(jì)算。第2.3部分 材料拉伸與壓縮時(shí)強(qiáng)度計(jì)算（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容： 拉伸與壓縮時(shí)強(qiáng)度計(jì)算重 點(diǎn)：材料拉伸與壓縮時(shí)的工程應(yīng)用難 點(diǎn)：受力分析。第2.4部分 剪切與擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：剪切與擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算重 點(diǎn)：剪切與擠壓時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算難 點(diǎn)： 最大應(yīng)力斷面的分析習(xí)題：拉

8、伸與壓縮的強(qiáng)度計(jì)算，剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算第3部分 扭轉(zhuǎn)總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）6 講課6 實(shí)驗(yàn)0 上機(jī)0第3.1部分 圓軸扭轉(zhuǎn)的扭矩計(jì)算（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）外力偶矩的計(jì)算，扭矩及扭矩圖；2）剪應(yīng)力互等定理和剪切虎克定律，剪應(yīng)變；重 點(diǎn)：外力偶矩的計(jì)算難 點(diǎn)： 剪切虎克定律第3.2部分 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的剪力分布及其計(jì)算（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)剪應(yīng)力計(jì)算及剪應(yīng)力分布情況；重 點(diǎn)：扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計(jì)算難 點(diǎn)： 空心軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計(jì)算第3.3部分 圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算與剛度計(jì)算（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)強(qiáng)度計(jì)算2）圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)剛度計(jì)算重 點(diǎn)：強(qiáng)度計(jì)算難 點(diǎn)：空心軸的強(qiáng)度計(jì)算習(xí)題：應(yīng)用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)

9、度、剛度條件進(jìn)行圓軸的設(shè)計(jì)和校核。第4部分 彎曲總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）10 講課10 實(shí)驗(yàn)0 上機(jī)0第4.1部分 桿件受力時(shí)的剪力和彎矩（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）桿件彎曲受力和變形的特點(diǎn)，梁的支座及梁的基本形式；2）梁彎曲時(shí)橫截面上內(nèi)力的求??；重 點(diǎn)：梁彎矩的計(jì)算難 點(diǎn)：彎矩計(jì)算第4.2部分 桿件受力時(shí)的剪力和彎矩（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：剪力圖與彎矩圖；重 點(diǎn)：梁彎矩的彎矩圖難 點(diǎn)：彎矩圖慣性矩的求取第4.3部分 彎曲正應(yīng)力的計(jì)算（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）彎曲正應(yīng)力的求取和彎曲正應(yīng)力分布情況以及慣性矩的計(jì)算；2）彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件及應(yīng)用；重 點(diǎn)：平面梁彎曲的正應(yīng)力計(jì)算難 點(diǎn)：第4.4部分

10、彎曲變形（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）彎曲變形，梁的撓度和截面轉(zhuǎn)角的求取，梁的剛度條件及應(yīng)用； 2）提高梁彎曲強(qiáng)度和剛度的措施。重 點(diǎn)：撓度與轉(zhuǎn)角的計(jì)算難 點(diǎn)：彎曲方程的微分方程求解第4.5部分 平面彎曲綜合練習(xí)（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：彎曲梁強(qiáng)度和剛度的工程計(jì)算練習(xí) 重 點(diǎn)：強(qiáng)度計(jì)算難 點(diǎn)：剛度計(jì)算習(xí)題：梁彎曲正應(yīng)力計(jì)算及強(qiáng)度條件的應(yīng)用；梁彎曲變形計(jì)算及剛度條件的應(yīng)用。第5部分 組合變形 總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）6 講課6 實(shí)驗(yàn)0 上機(jī)0第5.1部分 強(qiáng)度理論簡(jiǎn)介（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)，主應(yīng)力、主平面的定義以及應(yīng)力狀態(tài)的分類；2）平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí)任意斜截面上的應(yīng)力、主平面和主應(yīng)力以及

11、極值剪應(yīng)力；3）幾個(gè)強(qiáng)度理論的觀點(diǎn)及其計(jì)算及應(yīng)用；第5.2部分 彎曲與拉伸組合時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：彎曲與拉伸組合時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算（簡(jiǎn)介）第5.3部分 彎曲與扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：彎曲與扭轉(zhuǎn)組合時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算（簡(jiǎn)介）習(xí)題：桿件在彎曲與拉伸（或壓縮）組合變形時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算，圓軸在扭轉(zhuǎn)與彎曲組合變形時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算。第6部分 化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)概述總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）8 講課8實(shí)驗(yàn)0 上機(jī)0第6.1部分 容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與要求（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1）容器的結(jié)構(gòu)和分類；2）容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求；3）容器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)重 點(diǎn)：容器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)第6.2部分 化工容器常用的金屬材料（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容： 化工容器常用金屬材料的基本性能重 點(diǎn)：設(shè)備材料的選擇難 點(diǎn)：金屬材料的基本性能。第6.3 部分內(nèi)壓容器的薄殼應(yīng)力計(jì)算總學(xué)時(shí)（單位：學(xué)時(shí)）2 講課2 實(shí)驗(yàn)0 上機(jī)0具體內(nèi)容：1）回轉(zhuǎn)殼體薄膜應(yīng)力的計(jì)算；2）典型回轉(zhuǎn)殼體薄膜應(yīng)力；重 點(diǎn)：薄壁圓筒形容器和球殼及封頭的設(shè)計(jì)難 點(diǎn)：薄壁圓筒形容器和球殼的應(yīng)