化工設備機械基礎教學大綱-1

1、課程編號：0511940化工設備機械基礎Machinery Foundation of Chemical Equipment總學時：48總學分：3課程性質(zhì)：必修課開設學期：第三學年第一學期周學時分配：平均3學時適用專業(yè)及層次： 化學工程與工藝專業(yè)（本科、?？疲┫刃姓n程：高等數(shù)學、大學物理；后續(xù)課程：化工過程設計與開發(fā)等教材：化工設備機械基礎»,董大勤編著，北京：化學工業(yè)出版社，2003 （第一版）； 推薦參考書：20031化工設備機械基礎，湯善甫編著，上海：華東理工大學出版社,2化工設備機械基礎，刁玉瑋編著，大連：大連理工大學出版社，20033化工設備機械基礎，潘傳九主編，北京：化學

2、工業(yè)出版社 ，20024化工設備機械基礎，趙軍主編，北京：化學工業(yè)出版社 ，2000、課程目的及要求化工設備機械基礎是一門綜合性的機械類必修課，主要針對化工工藝類專業(yè)學生及其相近專業(yè)學生開 設。本課程的目的是使學生獲得必要的機械基礎知識，具有設計常、低、中壓化工設備的初步能力。本課程的主要任務及基本要求：1、熟練掌握物體的受力分析、金屬在外力作用下所顯示的機械性能及桿件承受拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、 彎曲等條件下的強度條件及相關計算。2、了解化工設備常用金屬材料的基本成分、性能和用途。3、熟練掌握承受內(nèi)壓、外壓的壓力容器的設計計算方法和有關開孔補計算。4、熟悉壓力容器上各種標準件于附件的選用方法。5、

3、熟悉壓力容器中的焊縫分類方法及正確選用焊接材料。6、了解典型化工設備中的塔器、換熱器和攪拌反應釜的基本結(jié)構(gòu)。二、課程內(nèi)容及學時分配第1章 剛體的受力分析及其平衡規(guī)律（6學時）1.1 力的概念。剛體的概念。平衡的概念，約束及其基本類型、約束反力。分離體、受力圖、二力桿、三力平衡 匯交定理。1.2 平面匯交力系的簡化與平衡平面匯交力系合成的幾何法；力的分解；力在坐標軸上的投影；合力投影定理；平面匯交力學合 成的解析法；平面匯交力學的平衡條件與平衡方程。1.3 力矩、力偶、力的平移定理1.4 平面一般力系的簡化與平衡平面一般力系的簡化及簡化結(jié)果分析、平衡條件及平衡方程。固定端約束的性質(zhì)。1.5 靜力

4、學問題求解方法小結(jié)。第2章 金屬的力學性能 （4學時）2.1. 彈性體的變形與內(nèi)力變形、彈性變形、內(nèi)力、桿件、桿件變形基本形式、材料力學的基本假設2.2. 軸向拉伸與壓縮軸向拉伸與壓縮的概念、截面法、軸力、軸力圖應力、應變的概念、直桿在斜截面上的應力、正應力、剪應力2.3. 金屬在外力作用下所顯示的機械性能低碳鋼的拉伸試驗、載荷一變形圖、應力一應變圖、虎克定律、材料的塑性指標一延伸率、斷面收縮 率、其他材料拉伸曲線、名義屈服極限、材料壓縮時的機械性能、溫度對材料機械性能的影響、蠕變 和松馳現(xiàn)象第3章 受拉壓構(gòu)件的強度計算與受剪切構(gòu)件的使用計算條件和拉壓靜不定（2學時）3.1. 受拉壓直桿的強度

5、計算3.2. 拉壓中的靜不定問題3.3. 剪切概念、剪力、名義剪應力、擠壓和擠壓應力、剪切和擠壓的假定計算和強度條件第4章直梁的彎曲（5學時）4.1. 梁的概念、梁的支座與反力、梁的分類4.2. 梁的內(nèi)力分析4.3. 剪力法則及剪力方程、彎矩法則及彎矩方程、剪力圖及彎矩圖4.4. 純彎曲時梁的正應力及正應力強度條件梁純彎曲時的變形分析、正應力分布規(guī)律、曲率計算、正應力公式、常用截面的軸慣性矩、拉彎 截面模量，正應力強度條件、提高梁承載能力的措施。4.5. 直梁彎曲時的剪應力和梁的變形簡介第5章扭轉(zhuǎn)（3學時）5.1. 圓周扭轉(zhuǎn)時所受外力的分析與計算扭轉(zhuǎn)的概念、軸的概念、軸的三項功能、恒轉(zhuǎn)速下軸扭

6、矩與功率間的關系5.2. 薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時的應力和變形、純剪切、角變形、剪切虎克定律5.3. 圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形與內(nèi)力、圓截面的極慣性矩和抗扭截面模量5.4. 圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度條件、剛度條件補充：復雜應力狀態(tài)和強度理論（1學時）一點的應力狀態(tài)、二向應力狀態(tài)分析、四大強度理論第6章 壓力容器與化工設備常用材料（4學時）6.1. 金屬的晶體結(jié)構(gòu)6.2. 鐵碳合金6.3. 碳素鋼和鑄鐵碳鋼和鑄鐵的化學成分和組織結(jié)構(gòu)；鋼的熱處理；碳鋼的分類、牌號、性能和品種；鑄鐵的分類 及性能。6.4. 合金鋼合金元素對鋼材性能的影響，低合金鋼的種類性能、高合金鋼的種類和性能6.5. 壓力容器常用鋼板的檢驗6.6. 鍛件

7、與緊固件6.7. 有色金屬及其合金：銅合金、鋁合金、鈦簡介第7章 壓力容器中的薄膜應力彎曲應力與二次應力（3學時）7.1. 容器的結(jié)構(gòu)、容器的分類（按壓力、按 容規(guī)）回轉(zhuǎn)薄殼的幾何概念、第一、二主曲率半徑、平行圓半徑。7.2. 回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應力分析及薄膜應力理論在常見回轉(zhuǎn)薄殼上的應用7.3. 圓形平板承受均布載荷時的彎曲應力7.4. 邊界區(qū)的二次應力7.5. 強度條件第8章內(nèi)壓容器（3學時）8.1. 壓力容器設計參數(shù)的確定8.2. 內(nèi)壓容器筒體與封頭的強度計算及容器的最小壁厚8.3. 在用壓力容器的強度校核第9章 壓桿穩(wěn)定與外壓容器的計算（3學時）9.1. 壓桿穩(wěn)定的概念及外壓容器的穩(wěn)定性問

8、題9.2. 細長桿臨界載荷的歐拉公式、臨界壓力、臨界應力、壓桿柔度、歐拉公式的適用范圍9.3. 外壓圓筒臨界壓力、臨界應力與臨界應變、外壓圓筒環(huán)向穩(wěn)定性圖算法9.4. 外壓圓筒軸向穩(wěn)定性校核9.5. 外壓球殼與外壓橢圓形封頭的圖算法9.6. 力口強圈設計第10章法蘭連接（2學時）10.1. 壓力容器法蘭連接法蘭密封原理、壓力容器法蘭類型及密封面型式、容器法蘭標準及選用；容器法蘭用墊片。10.2. 管法蘭連接管法蘭類型及密封面型式、管法蘭標準及選用、管法蘭用墊片。10.3. 密封墊片10.4. 固件 第11章 人孔、手孔、視鏡和液面計 （1學時）11.1. 人孔和手孔11.2. 視鏡與液面計第12章 壓力容器開孔補強與設備凸緣（2學時）12.1. 回轉(zhuǎn)殼體上開小孔造成的應力集中12.2. GB150-98對容器開孔及補強的有關規(guī)定12.3. 容器開孔補強結(jié)構(gòu)及等面積法補強計算12.4. 備凸緣第13章壓力容器支座（1學時）13.1. 臥式容器支座13.2. 立式容器支座第14章 壓力容器的焊接結(jié)構(gòu)（2學時）14.1. 焊接接頭及其分類14.2. GB150-98對壓力容器焊縫的分類14.3. 焊