《過程設備設計基礎》1.1物體的受力分析及其平衡條件;1.2直桿的拉伸和壓縮20

1過程設備設計基礎及課程設計一、理論教學環(huán)節(jié)（32學時）

1.課程名稱：過程設備設計基礎2.參考教材：過程裝備基礎3.主要內容：工程力學、設備材料、容器設計、塔設計、管殼式換熱器設計、攪拌反應釜設計二、實踐教學環(huán)節(jié)（1周學時）1.課程名稱：過程設備設計基礎課程設計;2.參考教材：相關設計標準等;3.課設題目：塔設計、管殼式換熱器設計、攪拌反應釜設計.第一章工程力學生產中使用的任何機器或設備的構件，應該滿足適用、安全和經濟三個基本要求。在安全方面，設計時必須滿足以下三方面要求：１.足夠的強度，保證在外力作用下不致破壞；

２.足夠的剛度，保證在外力作用下不發(fā)生過大變形;

３.足夠的穩(wěn)定性，保證構件在外力作用下不致突然失去原來的形狀。

工程力學就是研究構件在外力作用下變形和破壞的規(guī)律，為設計構件時選擇適當材料和尺寸，以保證能夠達到以上3方面要求。本章內容主要為：

1.研究構件受力的情況，進行受力大小的計算；

2.研究材料的機械性能和構件受力變形與破壞的規(guī)律，進行構件強度、剛度和穩(wěn)定性的計算。2第一節(jié)物體的受力分析及其平衡條件1.力的概念和基本性質2.力矩力偶3.物體的與受力分析及受力圖4.平面力系的平衡方程式3第二節(jié)直桿的拉伸和壓縮一、對變形固體作的三個假設

連續(xù)性假設、均勻性假設、各向同性假設456二、桿件基本變形1、拉伸、壓縮2、彎曲3、剪切4、扭轉5、拉伸與壓縮、扭轉、彎曲組合7（一）工程實例8（二）拉伸和壓縮時橫截面上的內力、應力1、附加內力：簡稱內力2、截面法（注：軸力規(guī)定拉為正，壓為負）3、正應力σ9（三）應力集中在截面突變處應力局部增大的現(xiàn)象稱為應力集中。10（四）應變的概念1.線應變或應變：2.γ為剪應變或角應變，弧度:

(剪應變γ由剪應力τ決定)

（線應變ε由正應力σ決定）11三、拉伸和壓縮時材料的機械性質（一）拉伸和壓縮試驗室溫、靜載（緩慢加載）、小變形等條件.金屬標準試件：圓截面長試件標距L=10d；短試件L=5d，d=10mm。12（二）低碳鋼的拉伸實驗及其力學性能1、彈性變形階段（虎克定律）(E彈性模量，低碳鋼(2.0-2.1)×105MPa,EA抗拉剛度)2、屈服階段、屈服極限σS

3、強化階段、強度極限σb

4、頸縮階段（局部變形階段）13（1）延伸率：

（δ≥5%為塑性材料；δ<5%為脆性材料。低碳鋼：20-30%，鑄鐵：1%）`

（2）截面收縮率ψ

：（低碳鋼：60%）14反映材料力學性能的主要指標：強度性能：抵抗破壞的能力，用σs和σb表示.彈性性能：抵抗彈性變形的能力，用E表示.塑性性能：塑性變形的能力，用延伸率δ和截面收縮率ψ表示.低碳鋼壓縮的應力-應變圖15（三）鑄鐵拉伸\壓縮的應力-應變圖16塑性材料和脆性材料機械性能的主要區(qū)別

1.塑性材料在斷裂時有明顯的塑性變形；脆性材料在斷裂時變形很小。2.塑性材料在拉伸和壓縮時的彈性極限、屈服極限和彈性模量都相同，抗拉和抗壓強度相同；

脆性材料的抗壓強度遠高于抗拉強度。1718（四）溫度對材料力學性能的影響1、高溫的影響（1）高溫對短期靜載試驗的影響19（2）高溫對長期加載的影響

碳鋼超過200，外力不變，但變形隨時間的延續(xù)而不斷增長，不可恢復。

蠕變條件：高溫和應力2、低溫的影響

低碳鋼的彈性極限和屈服極限有所提高，但延伸率降低，變脆。四、拉伸和壓縮的強度條件（一）極限應力、許用應力和安全系數(shù)

1）極限應力σ0，許用應力[σ]：（安全系數(shù)n，其值恒大于1。ns=1.5～2.0