化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)電子教案

化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)電子教案XX教案20XX—20XX學(xué)年第1學(xué)期課程名稱化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)授課對(duì)象化工（含化工專升本）授課教師職稱副教授教材版本趙軍《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》參考書XX學(xué)院教務(wù)處印制《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案（首頁）20XX-20XX學(xué)年第1學(xué)期主講教師院（系）部化學(xué)化工學(xué)院教研室化工教研室職稱副教授學(xué)歷本科課程名稱化工機(jī)械基礎(chǔ)課程類別專業(yè)必修課課程序號(hào)課程代碼授課專業(yè)化學(xué)工程與工藝總學(xué)時(shí)62講授62實(shí)驗(yàn)上機(jī)其它學(xué)分3課程性質(zhì)和目的《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》是化工工藝類專業(yè)一門綜合性的機(jī)械類技術(shù)基礎(chǔ)課，包括工程力學(xué)基礎(chǔ)（靜力學(xué)、材料力學(xué)）、化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和機(jī)械傳動(dòng)三大部分。其任務(wù)是使學(xué)生掌握相關(guān)的基本理論、基本知識(shí)以及設(shè)計(jì)的基本方法，為從事化工設(shè)備機(jī)械的設(shè)計(jì)、使用、管理和維護(hù)打下基礎(chǔ)。具體為：1、掌握對(duì)化工設(shè)備中的受力構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算的基本理論和方法。2、能為常用化工設(shè)備合理地選擇材料。3、掌握化工設(shè)備通用零部件的選用方法。4、了解壓力容器監(jiān)察管理法規(guī)。2、工程力學(xué)是課程教學(xué)的核心內(nèi)容，是學(xué)好其他部分內(nèi)容的基礎(chǔ)，應(yīng)著重抓好。其余教學(xué)內(nèi)容則可根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)和安排學(xué)時(shí)（或?qū)W分）的多少選擇講授。對(duì)化工工藝專業(yè)則要抓好化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而機(jī)械傳動(dòng)部分可不作為重點(diǎn)。講課要結(jié)合化工行業(yè)的實(shí)際，并允許對(duì)教學(xué)內(nèi)容做必要調(diào)整和組合。3、考核方式以閉卷為主，平時(shí)成績?cè)谄谠u(píng)成績中應(yīng)占有一定的比重。教材與參考書1、趙軍等編，《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》（第二版），化學(xué)工業(yè)出版社，2022年；2、董大勤主編，《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。3、張新占主編，《工程力學(xué)》（上）、（下），西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001年。4、潘永亮主編，《化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，科學(xué)出版社，1999年；《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第1次課周次1學(xué)時(shí)2授課時(shí)間20XX年X月X日章節(jié)名稱1.物體的受力分析和靜力平衡方程1.1靜力學(xué)基本概念1.2約束和約束反力1.3分離體和受力圖教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握力、剛體、平衡等靜力學(xué)基本概念。2、使學(xué)生掌握約束和約束反力概念。3、使學(xué)生學(xué)會(huì)畫受力圖。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1力、剛體、平衡等靜力學(xué)基本概念。2約束和約束反力概念。3學(xué)會(huì)畫受力圖。難點(diǎn)：學(xué)會(huì)畫受力圖。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：概述工程力學(xué)是一門研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)及構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的科學(xué)。工程力學(xué)的兩個(gè)基礎(chǔ)部分：靜力學(xué)和材料力學(xué)。為保證構(gòu)件正常工作，構(gòu)件應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）強(qiáng)度要求⑵剛度要求⑶穩(wěn)定性要求1.1靜力學(xué)基本概念一、力的概念及作用形式力：物體間相互的機(jī)械作用，單位：N，kN，力是矢量，F(xiàn)或F表示，既有大小又有方向力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)按力的作用方式分類可分為：表面力和體積力（eg.重力，磁力）按作用面積大小可分為：集中力和分布力（kN/m）二、剛體的概念剛體：在任何情況下都不發(fā)生變形的物體。它是抽象化概念，是一種變形很小情況下的理想模型。靜力學(xué)中主要研究物體所受力系的簡化及平衡條件，不研究變形，故可視為剛體。三、平衡的概念平衡狀態(tài)：物體相對(duì)于地球靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)。是物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的特殊情形。并將作用于該物體上的力系稱為平衡力系。平衡力系：物體處于平衡狀態(tài)時(shí)的力系。二力平衡原理（公理）：作用于剛體上的兩個(gè)力平衡的必要和充分條件是：這兩個(gè)力大小相等，方向相反，并作用在同一直線上（等值、反向、共線）二力構(gòu)件：只受兩力作用且處于平衡的構(gòu)件，特點(diǎn)是：兩力必沿作用點(diǎn)的連線。加減平衡力系原理（公理）：在作用于剛體上的任何一個(gè)力系上，加上或減去任一平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效應(yīng)。力的可傳性原理：作用于剛體上的力，可沿其作用線移至剛體內(nèi)任意一點(diǎn)，而不改變它對(duì)剛體的作用效應(yīng)。故作用于剛體上力的三要素是大小、方向、作用線。四、作用和反作用定律作用和反作用定律：兩物體間相互作用的力總是大小相等，作用線相同而指向相反，分別作用在這兩個(gè)物體上。（重力與支持力）作用于與反作用力不能與兩力平衡中的一對(duì)平衡力混淆。約束和約束反力自由體：能在空間作任意位移的物體，eg.飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星等。非自由體：位移受到某些限制的物體，eg.懸掛著的燈。主動(dòng)力：能使物體運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，eg.重力、電磁力、風(fēng)力等，工程上也稱為載荷。約束：阻礙非自由體運(yùn)動(dòng)的限制條件，eg.繩索就是燈的約束，鐵軌是火車的約束。約束反力：約束對(duì)物體的作用力，eg.T就是繩索對(duì)燈的約束反力。典型（平面）約束類型：（1）柔索約束：繩子、鏈條、皮帶、鋼絲等柔性物體。繩索對(duì)物體的約束反力，作用點(diǎn)在接觸點(diǎn)，方向沿繩索的中心線，而背離物體。（2）理想光滑面約束：物體接觸面上的摩擦力相比其他力很小，可忽略不計(jì)，這樣的接觸面為光滑面，不能限制切向方向運(yùn)動(dòng)，只能限制法向，其約束反力：沿接觸面在接觸點(diǎn)處的公法線且指向物體。（3）圓柱鉸鏈約束：如圖，只限制兩構(gòu)件的相對(duì)移動(dòng)，不限制相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，其約束反力為Fx、Fy，即通過銷釘中心，沿接觸點(diǎn)法線方向的約束反力。用圓柱鉸將構(gòu)件與底座連接起來，構(gòu)成鉸支座?？煞譃椋汗潭ㄣq支座，如圖1-8a，可動(dòng)鉸支座，如圖1-9a。固定端約束：物體的一部分固嵌與另一物體所構(gòu)成的約束，eg.電線桿等，圖1-20（a）。固定約束反力有三個(gè)，F(xiàn)xA、FyA、MA。分離體和受力圖分離體：把研究對(duì)象從周圍物體的約束中分離出來，成為自由體，此對(duì)象即為分離體。受力圖：單獨(dú)畫出物體輪廓，將作用在它上面的主動(dòng)力與約束反力畫在上面得到的圖。畫受力圖的步驟：（1）確定研究對(duì)象，并將其從周圍物體的約束中分離出來，即取分離體（先取二力桿）（2）畫已知力，如外力（載荷），重力等。（3）畫約束反力。根據(jù)約束類型，畫出約束反力。例：1-1，1-2作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第2次課周次1學(xué)時(shí)2授課時(shí)間20XX年X月X日章節(jié)名稱1.物體的受力分析和靜力平衡方程1.4力的投影、合力投影定理1.5力矩、力偶1.6力的平移1.7平面力系的簡化、合力矩定理教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握合力投影定理。2、使學(xué)生掌握力矩、力偶和力的平移。3、使學(xué)生掌握力的平移、平面力系的簡化和合力矩定理。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1合力投影定理。2力矩、力偶和力的平移。3力的平移、平面力系的簡化和合力矩定理。難點(diǎn)：力的平移、平面力系的簡化和合力矩定理。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：1.4力的投影合力投影定理一、力的投影概念從力矢量F的兩端AB分別向x軸作垂足a,b，線段ab稱為力F在x軸上的投影。二、力在直角坐標(biāo)軸上投影力F在x（y）軸上的投影：從力F的起點(diǎn)A，終點(diǎn)B向ox（oy）軸作垂線得垂足a、b，線段ab稱力F在x（y）軸上的投影。若已知F的大小及其與x軸所夾的銳角a,則有：力在坐標(biāo)軸上的投影的特性：a.標(biāo)量b.符號(hào)，ab與x軸同向?yàn)檎齝.平行力且等值時(shí)在坐標(biāo)軸上投影相同d.力平行移動(dòng)后投影值不變?nèi)?、合力投影定律合力：若一個(gè)力對(duì)剛體的作用效果與一個(gè)力系等效，則此力稱為該力系的合力，該力系中的各個(gè)力稱為此合力的分力。合力投影定律：合力在任意軸上的投影，等于各分力在同一軸上投影的代數(shù)和。力矩力偶一、力矩力矩：力的大小和力臂的乘積。力偶：大小相等、作用相平行的兩個(gè)反向力組成的力系。力偶矩：力的大小和力偶臂的乘積。力偶的性質(zhì)：力偶無合力、力偶與位置無關(guān)、力偶矩大小轉(zhuǎn)向不變時(shí)、力偶系可由力偶代替。二、力偶與力偶矩力偶作用面：力偶中兩力所在的平面。力偶臂：兩力作用線間的垂直距離，以d表示。力偶的特點(diǎn)：對(duì)剛體只產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)而沒有移動(dòng)效應(yīng)，力偶不能與一個(gè)力等效或平衡，只能被力偶平衡。力偶矩：以乘積F.d作為度量力偶對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的物理量，記作m(F，F(xiàn))或m=+-Fd,力偶矩為代數(shù)量，力偶矩轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)為正，單位N?m(kN?m)與力矩同。力偶中兩力對(duì)其作用面內(nèi)任一點(diǎn)的矩的代數(shù)和恒等于力偶矩。力偶的特性：a.大小轉(zhuǎn)向不變，力偶可在平面內(nèi)任意移動(dòng)或改變F、d的大小。C.力偶可移到與作用平面平行的平面內(nèi)而不改變其作用效果。力偶的三要素：力偶矩的大小、轉(zhuǎn)向、作用平面。力的平移力的平移定理：作用在剛體上的力可平行移動(dòng)到剛體內(nèi)任一點(diǎn)，但必須同時(shí)附加一個(gè)力偶，其力偶矩等于原力F對(duì)平移點(diǎn)的矩。平面力系的簡化合力矩定理一、平面力系的簡化平面力系：各力的作用線都分布在同一平面內(nèi)，既不匯交于同一點(diǎn)，又不完全平行。平面力系向其作用面內(nèi)任一點(diǎn)簡化，得到主矢F,R和主矩Mo。二、平面力系簡化結(jié)果討論：若F/RW0,Mo=0,則原力系簡化為一個(gè)合力F/R,并通過簡化中心的原力系的合力。若F,R=0,MoW0,則原力系簡化為一個(gè)力偶，力偶矩等于原力系對(duì)簡化中心的主矩，與簡化中心位置無關(guān)。若F,RW0,MoW0,則此力系可進(jìn)一步簡化為一個(gè)合力，使d=Mo/F/R,轉(zhuǎn)移力偶。若F,R=0,Mo=0,則原力系為平衡力系三、合力矩定理合力矩定理：當(dāng)平面力系可以合成為一個(gè)合力時(shí)，則其合力對(duì)于作用點(diǎn)內(nèi)任一點(diǎn)的矩，等于力系中各分力對(duì)同一點(diǎn)的矩的代數(shù)和。例：1-3,1-4作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第3次課周次2學(xué)時(shí)2授課時(shí)間20XX年X月X日章節(jié)名稱1.物體的受力分析和靜力平衡方程1.8平面力系的平衡方程1.9空間力系教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握平面力系的平衡方程。2、復(fù)習(xí)上節(jié)學(xué)到的力學(xué)基本概念，求解平衡系統(tǒng)的約束反力。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：平面力系的平衡方程。難點(diǎn)：利用平面力系的平衡方程求解約束反力。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：平面力系的平衡方程物體在平面力系作用下處于平衡的充分必要條件：若主矢量尸曰=0，主矩MO=0，則為平衡力系例1-5例1-6例1-7例1-8例1-9求解物體平衡問題的解題方法和步驟：①確定研究對(duì)象，取分離體，畫受力圖。注意剛體之間作用力與反作用力之間的關(guān)系。②選取合適的坐標(biāo)軸，列靜力平衡方程。為例便于計(jì)算，坐標(biāo)軸的方位應(yīng)盡量與較多的力平行或垂直；矩心盡量選在未知力作用線的交點(diǎn)上。③解平衡方程，求解未知力。空間力系若作用在物體的力系中各力的作用線不在同一平面內(nèi)，則稱該力系為空間力系。一、力在直角坐標(biāo)軸上的投影一次投影法二次投影法合力投影定理同樣適用于空間力系。二、力對(duì)軸的矩一一合力矩定理同樣適用于空間力系。三、空間力系的平衡方程公式（1-22）作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第4次課周次3學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年9月19日章節(jié)名稱2.拉伸、壓縮與剪切2.1軸向拉伸與壓縮的概念和實(shí)例2.2軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力2.3軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力2.4軸向拉伸與壓縮時(shí)的變形2.5材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能2.6拉伸和壓縮的強(qiáng)度計(jì)算教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握直桿軸向拉伸及壓縮的內(nèi)力和應(yīng)力的求解。2、使學(xué)生掌握直桿軸向拉伸和壓縮時(shí)的變形的求解。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：直桿軸向拉伸及壓縮應(yīng)力的求解。難點(diǎn)：直桿軸向拉伸及壓縮應(yīng)力的求解。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：概述一、材料力學(xué)的基本假設(shè)⑴連續(xù)性假設(shè)⑵均勻性假設(shè)⑶各向同性假設(shè)⑷小變形假設(shè)二、桿件的基本受力與變形形式①軸向拉伸與壓縮②剪切③扭轉(zhuǎn)④彎曲2.1軸向拉伸與壓縮的概念和實(shí)例一、內(nèi)力的概念在材料力學(xué)中，凡作用在桿件上的載荷和約束反力均稱為外力。桿件受外力而變形時(shí)，桿件內(nèi)部各部分之間的相互作用力稱為內(nèi)力。二、截面法軸力取構(gòu)件的一部分為研究對(duì)象，利用靜力學(xué)平衡方程求內(nèi)力的方法，稱為截面法。截面法求內(nèi)力可按以下三個(gè)步驟進(jìn)行：1）截沿欲求內(nèi)力的截面，用假想平面把桿件分成兩部分。2）代取其中一部分為研究對(duì)象，畫出其受力圖。在截面上用內(nèi)力代替移去部分對(duì)留下部分的作用。3）求列出研究對(duì)象的靜力平衡方程，確定未知的內(nèi)力。軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力軸向拉伸、軸向壓縮拉力，符號(hào)為正；壓力，符號(hào)為負(fù)。軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力一、應(yīng)力的概念應(yīng)力：單位面積上的內(nèi)力。二、軸向拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的正應(yīng)力橫截面上的正應(yīng)力s可以直接表示為2.4軸向拉伸與壓縮時(shí)的變形一、縱向變形單位長度的伸長量來表征桿件變形的程度，稱為線應(yīng)變或相對(duì)變形。二、胡克定律胡克定律：當(dāng)應(yīng)力不超過比例極限時(shí)，則正應(yīng)力與縱向線應(yīng)變成正比。三、橫向變形在軸向力作用下，桿件沿軸向的伸長（縮短）的同時(shí)，橫向尺寸也將縮?。ㄔ龃螅?。四、泊松比實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于同一種材料，當(dāng)應(yīng)力不超過比例極限時(shí)，橫向線應(yīng)變與縱向線應(yīng)變之比的絕對(duì)值為常數(shù)。比值V稱為泊松比。2.5材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能一、材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能1、低碳鋼在拉伸時(shí)的力學(xué)性能（1）材料的剛度指標(biāo)：第I階段彈性階段（2）材料的強(qiáng)度指標(biāo)：第H階段屈服階段、第III階段強(qiáng)化階段、第W階段局部變形階段（3）材料的塑性指標(biāo)（4）冷作硬化現(xiàn)象2、其它材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能二、材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能2.6拉伸和壓縮的強(qiáng)度計(jì)算一、極限應(yīng)力、許用應(yīng)力和安全因數(shù)二、拉伸和壓縮時(shí)的強(qiáng)度條件計(jì)算例題2-3、2-4、2-5作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第5次課周次3學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年9月22日章節(jié)名稱2.拉伸、壓縮與剪切2.7應(yīng)力集中的概念2.8剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生了解應(yīng)力集中的概念。2、使學(xué)生掌握剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1應(yīng)力集中的概念。2剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算。難點(diǎn)：剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：應(yīng)力集中的概念應(yīng)力集中：等截面直桿應(yīng)力均勻分布，但當(dāng)截面有突變時(shí)，如有切口、圓孔、螺紋等，應(yīng)力不再均勻分布，如圖開有圓孔的薄板，應(yīng)力急劇變化，這種因構(gòu)件截面尺寸突然變化而引起的局部應(yīng)力急劇增大的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算一、剪切的實(shí)用計(jì)算剪力：用截面法沿剪切面截開，可能與截面相切的內(nèi)力勒稱為剪力，可用平衡方程求解。剪應(yīng)力：對(duì)剪切構(gòu)件用單位面積上平行于截面的內(nèi)利來衡量內(nèi)力的集度，單位MPa。用公式求得的為名義剪應(yīng)力(實(shí)際剪應(yīng)力在截面上分布不均勻)或平均剪應(yīng)力。剪切強(qiáng)度計(jì)算二、擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切構(gòu)件除受到剪切外還受到擠壓作用，作用在作用面上的壓力稱擠壓力，用p表示，即壓力的作用而稱擠壓面。材料的許用擠壓應(yīng)力。擠壓面為平面時(shí)，擠壓面積Ap等于擠壓面；當(dāng)擠壓而為圓柱時(shí)，擠壓面積Ap為圓柱投影面積。例2-6例2-7作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第6次課周次4學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年9月26日章節(jié)名稱3.扭轉(zhuǎn)3.1扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例3.2扭轉(zhuǎn)時(shí)外力和內(nèi)力的計(jì)算3.3純剪切3.4圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例。2、使學(xué)生掌握扭轉(zhuǎn)時(shí)外力和內(nèi)力的計(jì)算。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1掌握扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例。2掌握扭轉(zhuǎn)時(shí)外力和內(nèi)力的計(jì)算。難點(diǎn)：扭轉(zhuǎn)時(shí)外力和內(nèi)力的計(jì)算授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例扭轉(zhuǎn)是桿件的又一種基本變形形式。扭轉(zhuǎn)的受力特點(diǎn)：外力為一組外力偶，且力偶的作用而垂直于桿件的軸線。扭轉(zhuǎn)的變形特點(diǎn)：桿件的任意兩個(gè)橫截面繞軸線相對(duì)轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，此角稱相對(duì)扭轉(zhuǎn)角6AB,表示截面B對(duì)截面A的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角。扭轉(zhuǎn)時(shí)外力和內(nèi)力的計(jì)算一、外力偶矩的計(jì)算作用于軸上的外力偶矩，通常不是直接給出其數(shù)值，而是給出軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)和軸所傳遞的功率P(kW),這時(shí)需要按照理論力學(xué)中推導(dǎo)的功率、轉(zhuǎn)速、力矩三者的關(guān)系式來計(jì)算外力偶矩的數(shù)值，即(1)二、扭轉(zhuǎn)和扭矩圖用截面法計(jì)算軸內(nèi)力-扭矩1，步驟：截，取，平衡方程求T,畫扭矩圖。T的符號(hào)規(guī)定：右手螺旋法則。例：3-13.3純剪切一、薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)的剪應(yīng)力二、剪應(yīng)力互等定理T′=T相互垂直的兩個(gè)截面上剪應(yīng)力成對(duì)出現(xiàn)，且數(shù)值相等；兩者都垂直于兩平面的交線且方向相背或相知。剪應(yīng)力符號(hào)判斷三、剪應(yīng)變、剪切胡克定律t=Gy，G為剪切彈性模量，MPa，Y，剪應(yīng)變，無量綱。圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力一、變形幾何關(guān)系圓軸扭轉(zhuǎn)的平面假設(shè)：原為平面的橫截面變形后仍保持為平面，只是各橫截面相對(duì)地轉(zhuǎn)過了一個(gè)角度。這就是圓軸扭轉(zhuǎn)的平面假設(shè)。二、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系橫截面上任意一點(diǎn)A的剪應(yīng)力T與扭矩T及距離OA(=p)成正比。三、靜力學(xué)關(guān)系極慣性矩：可推導(dǎo)出圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面上任一點(diǎn)的剪應(yīng)力Tp計(jì)算公式：抗扭截面模量：當(dāng)P=D/2時(shí)…川土=巧/8/2亦±為抗扭截面模量。(1)空心圓截面極慣性矩式中a=d/D為橫截面內(nèi)外徑之比。扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)(2)實(shí)心圓截面將d=0及&=4/口=0代入上兩式，即可得實(shí)心圓截面對(duì)形心的極慣性矩和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)分別為：作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第7次課周次4學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年9月29日章節(jié)名稱3.扭轉(zhuǎn)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件3.6圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和剛度條件教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握?qǐng)A軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件、變形和剛度條件。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1掌握?qǐng)A軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件、變形和剛度條件。難點(diǎn)：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件、變形和剛度條件。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容:3.5圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件前面已經(jīng)得到，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的最大剪應(yīng)力在截面的周邊上.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度條件為：塑性材料：［t］=(0.5?0.6)［。］脆性材料：［t］=(0.8?1.0)［。］強(qiáng)度條件公式工程上可用來進(jìn)行強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)、確定許用載荷。例：3-2,3-33.6圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和剛度條件一、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形圓軸扭轉(zhuǎn)變形的標(biāo)志是兩個(gè)橫截面間的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角。相對(duì)扭轉(zhuǎn)角T扭矩l-截面間距GIp抗扭剛度二、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的剛度條件［9］：單位長度許用扭轉(zhuǎn)角(度/米、弧度/米)例：3-4作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第8次課周次6學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年10月10日章節(jié)名稱4.彎曲4.1彎曲的概念和實(shí)例4.2剪力和彎矩4.3剪力圖和彎矩圖教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握彎曲的概念和實(shí)例。2、使學(xué)生掌握剪力和彎矩的求解。3、使學(xué)生掌握作剪力圖和彎矩圖。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1彎曲的概念和實(shí)例。2剪力和彎矩的求解3剪力圖和彎矩圖。難點(diǎn)：剪力和彎矩的求解。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：彎曲的概念和實(shí)例彎曲是工程實(shí)際中最常見的一種基本變形形式。平面彎曲。P49圖4-5,所有外力均垂直于梁的軸線并作用于縱向?qū)ΨQ面，變性后梁的軸線在縱向?qū)ΨQ面內(nèi)彎曲成一條平面曲線，這種彎曲變形成為平面彎曲，梁可用軸線代替，梁的橫截面形狀如圖4-4等。剪力和彎矩用截面法求靜定梁的內(nèi)力―-剪力和彎矩步驟：（1）用靜力學(xué)方程求支座反力；（2）用截面法求內(nèi)力；例4-1簡支梁受集中力作用4.3剪力圖和彎矩圖、=、（x）---剪力方程，剪力沿梁變化的曲線為剪力圖M=M6）--彎矩方程，彎矩沿梁變化的曲線為彎矩圖剪力圖和彎矩圖的規(guī)律：5個(gè)例4-2例4-3例4-4例4-5例4-6作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第9次課周次6學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年10月13日章節(jié)名稱4.彎曲4.4純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力4.5慣性矩的計(jì)算教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力概念。2、使學(xué)生掌握慣性矩的計(jì)算。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力。2慣性矩的計(jì)算。難點(diǎn)：慣性矩的計(jì)算。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：純彎曲時(shí)梁橫截面上的正應(yīng)力梁上一般有內(nèi)力Q與M,即存在。與t,但一般t為次要因素，主要為。，故考慮純彎曲。當(dāng)梁的橫截面上僅有彎矩而無剪力，從而僅有正應(yīng)力而無切應(yīng)力的情況，稱為純彎曲。一、平面假設(shè)和變形幾何關(guān)系梁彎曲時(shí)，橫截面上任一點(diǎn)處的正應(yīng)力與該截面上的彎矩成正比，與慣性矩成反比，并沿截面高度呈線性分布。y值相同的點(diǎn)，正應(yīng)力相等；中性軸上各點(diǎn)的正應(yīng)力為零。在中性軸的上、下兩側(cè)，一側(cè)受拉，一側(cè)受壓。距中性軸越遠(yuǎn)，正應(yīng)力越大。二、物理關(guān)系和應(yīng)力分布胡克定律三、靜力學(xué)關(guān)系當(dāng)y=ymax時(shí)，彎曲正應(yīng)力最大，其值為式中，稱為截面對(duì)于中性軸的彎曲截面系數(shù)，是一個(gè)與截面形狀和尺寸有關(guān)的幾何量。慣性矩的計(jì)算一、簡單截面圖形的慣性矩1、矩形截面2、圓形及圓環(huán)形截面二、組合截面圖形的慣性矩、平行移軸公式作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第10次課周次7學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年10月20日章節(jié)名稱4.彎曲4.6彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件。難點(diǎn)：彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件例題4-8工字鋼的抗彎截面系數(shù)查國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T706-1988例題4-9由于橫截面對(duì)中性軸不對(duì)稱，分別計(jì)算B截面和D截面的拉應(yīng)力由于許用壓應(yīng)力與許用拉應(yīng)力不同，分別計(jì)算B截面和D截面的壓應(yīng)力作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第11次課周次7學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年10月20日章節(jié)名稱4.彎曲4.7梁彎曲時(shí)切應(yīng)力4.8彎曲變形4.9提高粱彎曲強(qiáng)度和剛度措施教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握純彎曲時(shí)梁橫截面上的切應(yīng)力概念。2、使學(xué)生掌握梁的彎曲變形。3、使學(xué)生掌握提高粱彎曲強(qiáng)度和剛度措施。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：提高粱彎曲強(qiáng)度和剛度措施。難點(diǎn)：梁的剛度校核。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：*梁彎曲時(shí)的切應(yīng)力幾種常見截面梁上彎曲切應(yīng)力的大致分布規(guī)律及最大切應(yīng)力。彎曲變形工程中的梁除了要滿足強(qiáng)度條件之外，對(duì)彎曲變形也有一定的限制。根據(jù)工程實(shí)際中的需要，為了限制或利用構(gòu)件的變形，必須研究梁的變形規(guī)律。一、撓曲線、撓度和轉(zhuǎn)角二、撓曲線的近似微分方程一一梁的撓曲線近似微分方程。求梁變形的方法通常稱為積分法。三、用疊加法求梁的變形四、梁的剛度校核：wmax￡[w]；qmax￡[q]4.9提高粱彎曲強(qiáng)度和剛度的措施一、合理安排梁的受力情況1.采取適當(dāng)?shù)胤稚⑤d荷。2.采用合理布置梁的支座二、選擇合理的截面形狀由彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件看，梁橫截面的抗彎截面系數(shù)川2越大，粱的強(qiáng)度就越高。工字形或槽形截面最經(jīng)濟(jì)合理，圓形截面最差。從彎曲剛度角度看，在同等截面面積條件下，工字形和槽形截面比矩形和圓形截面有更大的慣性矩，因而可提高梁的彎曲剛度。作業(yè)布置課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第12次課周次8學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年10月24日章節(jié)名稱5應(yīng)力狀態(tài)分析、強(qiáng)度理論、組合變形5.1應(yīng)力狀態(tài)的概念5.2平面應(yīng)力狀態(tài)分析5.3三向應(yīng)力狀態(tài)簡介、廣義虎克定律教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握應(yīng)力狀態(tài)概念和廣義虎克定律。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：使學(xué)生掌握應(yīng)力狀態(tài)概念和廣義虎克定律。難點(diǎn)：應(yīng)力狀態(tài)概念。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：5.1應(yīng)力狀態(tài)的概念一、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)通過受力構(gòu)件上一點(diǎn)的所有各個(gè)不同截面上應(yīng)力的集合，稱為該點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。二、主平面和主應(yīng)力主平面：單元體上切應(yīng)力為零的平面，主應(yīng)力：主平面上的正應(yīng)力。單向應(yīng)力狀態(tài)：一點(diǎn)的三個(gè)主應(yīng)力中若只有一個(gè)主應(yīng)力數(shù)值不為零［圖5-3(a)］；二向應(yīng)力狀態(tài)：一點(diǎn)的三個(gè)主應(yīng)力中若有兩個(gè)不為零［圖5-3(b)］；三向應(yīng)力狀態(tài)：一點(diǎn)的三個(gè)主應(yīng)力中若三個(gè)都不為零［圖5-3(c)］。5.2平面應(yīng)力狀態(tài)分析ox、oy分別表示作用在x、y軸垂直平面上的正應(yīng)力。切應(yīng)力的第一個(gè)下標(biāo)表示其作用面，第二個(gè)下標(biāo)表示其方向(如Txy表示作用在與x軸垂直的平面上且與y軸方向平行的切應(yīng)力)。根據(jù)切應(yīng)力互等定理，Txy=Tyx。應(yīng)力的符號(hào)規(guī)定同前。一、任意斜截面上的應(yīng)力二、主平面和主應(yīng)力極值正應(yīng)力所在的平面就是切應(yīng)力Ta等于零的平面，即主平面。由于主平面上的正應(yīng)力是主應(yīng)力，所以主應(yīng)力就是最大或最小的正應(yīng)力。三、極值切應(yīng)力，這說明極值切應(yīng)力所在平面與主平面成45°角。注意：此處所指的極值切應(yīng)力是指平面應(yīng)力狀態(tài)下于零應(yīng)力垂直的各斜截面中的切應(yīng)力的機(jī)制，并不指三向應(yīng)力狀態(tài)下單元體最大切應(yīng)力。例：5-2例：5-35.3三向應(yīng)力狀態(tài)簡介廣義虎克定律一、三向應(yīng)力狀態(tài)的最大應(yīng)力設(shè)三向應(yīng)力狀態(tài)的三個(gè)主應(yīng)力為。1、。2、。3?？梢宰C明，過該點(diǎn)所有截面上的最大正應(yīng)力為。1,最小正應(yīng)力為。3,即二、廣義胡克定律作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第13次課周次8學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年10月27日章節(jié)名稱5應(yīng)力狀態(tài)分析、強(qiáng)度理論、組合變形5.4強(qiáng)度理論簡介5.5組合變形的強(qiáng)度計(jì)算教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握四個(gè)強(qiáng)度理論。2、使學(xué)生掌握桿件組合變形時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握四個(gè)強(qiáng)度理論。難點(diǎn)：桿件組合變形時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：5.4強(qiáng)度理論簡介一、脆性斷裂理論1.最大拉應(yīng)力理論（第一強(qiáng)度理論）2.最大伸長線應(yīng)變理論（第二強(qiáng)度理論）二、塑性屈服理論1.最大切應(yīng)力理論（第三強(qiáng)度理論）2.畸變能密度理論（第四強(qiáng)度理論）三、強(qiáng)度理論的統(tǒng)一形式。丫★［。］。丫稱為相當(dāng)應(yīng)力。它由三個(gè)主應(yīng)力按一定形式組合而成。例：5-45.5組合變形的強(qiáng)度計(jì)算一、組合變形的概念與實(shí)例工程實(shí)際中，一些桿件往同時(shí)產(chǎn)生兩種或兩種以上的基本變形，這類變形形式稱為組合變形。二、拉伸（或壓縮）與彎曲的組合例：5-5三、彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合例：5-7作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第14次課周次9學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年11月6日章節(jié)名稱6疲勞6.1交變應(yīng)力的概念6.2疲勞的概念6.3持久極限6.4提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生交變應(yīng)力、疲勞、持久極限等概念及工程現(xiàn)象2、使學(xué)生掌握提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1交變應(yīng)力、疲勞、持久極限等概念。2提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施難點(diǎn)：交變應(yīng)力、疲勞、持久極限等概念授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：交變應(yīng)力的概念交變應(yīng)力：在工程中，有些構(gòu)件的應(yīng)力大小或方向隨時(shí)間作周期性變化，這種應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。疲勞的概念疲勞：構(gòu)件在交變應(yīng)力下的破壞現(xiàn)象，工程上習(xí)慣稱為“疲勞”破壞。持久極限一、材料的持久極限持久極限：在交變應(yīng)力作用下，材料經(jīng)過無數(shù)次循環(huán)而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力稱為持久極限，也稱為疲勞極限。二、影響構(gòu)件持久極限的因素（1）構(gòu)件外形的影響（2）構(gòu)件尺寸的影響（3）構(gòu)件表面質(zhì)量的影響三、對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件的持久極限6.4提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施1、減緩應(yīng)力集中2、降低表面粗糙度3、增加表面強(qiáng)度作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第15次課周次9學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年11月3日章節(jié)名稱7化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)概述7.1容器的結(jié)構(gòu)與分類7.2容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求7.3容器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)7.4化工容器常用金屬材料的基本性能教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握容器的結(jié)構(gòu)與分類2、使學(xué)生掌握過程設(shè)備常用金屬材料的基本性能重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1容器的結(jié)構(gòu)與分類。2過程設(shè)備常用金屬材料的基本性能。難點(diǎn)：金屬材料的基本性能。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：7.1容器的結(jié)構(gòu)與分類一、容器的結(jié)構(gòu)在化工廠和石油化工廠，有各種各樣的設(shè)備。這些設(shè)備按照它們?cè)谏a(chǎn)過程中的原理，可以分為反應(yīng)設(shè)備、換熱設(shè)備、分離設(shè)備和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備。二、容器的分類容器通?？砂慈萜鞯男螤?、容器厚度、承壓性質(zhì)、工作溫度、支承形式、結(jié)構(gòu)材料及容器的技術(shù)管理等進(jìn)行分類。7.2容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求容器的總體尺寸（例如反應(yīng)釜釜體容積的大小，釜體長度與直徑的比例，傳熱方式及傳熱面積的大小；又如蒸餾塔的直徑與高度，接口管的數(shù)目，方位及尺寸等），一般是根據(jù)工藝生產(chǎn)要求，通過化工工藝計(jì)算和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)決定的。這些尺寸通常稱為設(shè)備的工藝尺寸。當(dāng)設(shè)備的工藝尺寸初步確定之后，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足：①強(qiáng)度②剛度③穩(wěn)定性④耐久性⑤密封性⑥節(jié)省材料和便于制造⑦方便操作和便于運(yùn)輸7.3容器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)一、標(biāo)準(zhǔn)化意義為便于設(shè)計(jì)，有利于成批生產(chǎn)，提高質(zhì)量，便于互換，降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，我國各有關(guān)部門對(duì)容器的零部件（例如封頭、法蘭、支座、人孔、手孔、視鏡、液面計(jì)等）進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化工作，許多化工設(shè)備（例如貯槽、換熱器、搪玻璃與陶瓷反應(yīng)器）也有了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。二、容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù)1.公稱直徑2.公稱壓力7.4化工容器常用金屬材料的基本性能一、力學(xué)性能構(gòu)件在使用過程中受力超過某一限度時(shí)，就會(huì)發(fā)生塑性變形，甚至斷裂失效。是指材料在外力作用下表現(xiàn)出變形、破壞等方面的特性（如彈性、塑性、強(qiáng)度、硬度、韌性等特性指標(biāo)）。1、強(qiáng)度2、塑性3、韌性4、硬度5、材料在高溫下的力學(xué)性能二、物理性能相對(duì)密度、熔點(diǎn)、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)電性等。使用時(shí)可查有關(guān)手冊(cè)。三、化學(xué)性能材料在所處介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性，即材料是否會(huì)與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)而引起腐蝕。金屬的化學(xué)性能主要是耐腐蝕性和抗氧化性。四、工藝性能鑄造性、可鍛性、焊接性、切削加工性、熱處理性能和冷彎性能等。五、其他性能1.組織穩(wěn)定性2.抗松弛性3.應(yīng)變時(shí)效敏感性作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第16次課周次10學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年11月7日章節(jié)名稱8內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)8.1回轉(zhuǎn)殼體的幾何特征8.2回轉(zhuǎn)殼體薄膜應(yīng)力分析教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計(jì)2、使學(xué)生掌握薄壁容器的幾何特征重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計(jì)2使學(xué)生掌握回轉(zhuǎn)殼體薄膜應(yīng)力分析。難點(diǎn)：回轉(zhuǎn)殼體薄膜應(yīng)力分析授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：8.1回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性一、基本概念1.回轉(zhuǎn)殼體一一殼體中間面由直線或平面曲線繞同平面內(nèi)的固定軸線旋轉(zhuǎn)一周而形成的殼體。2.軸對(duì)稱一一殼體的幾何形狀、約束條件和所受外力都對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸的問題?；と萜骶推湔w而言，通常屬于軸對(duì)稱問題。（1）中間面一一與殼體內(nèi)外表面等距離的曲面。內(nèi)外表面間的法向距離即為殼體厚度。對(duì)于薄壁殼體，可以用中間面來表示它的幾何特性。（2）母線一一由平面曲線AB繞回轉(zhuǎn)軸OA旋轉(zhuǎn)一周而成，形成中間面的平面曲線AB稱為“母線”。（3）經(jīng)線一一如果通過回轉(zhuǎn)軸作一縱截面與殼體曲面相交所得的交線（AB,、AB“）稱為“經(jīng)線”。顯然，經(jīng)線與母線的形狀是完全相同的。（4）法線一一通過經(jīng)線上的一點(diǎn)M垂直于中間面的直線，稱為中間面在該點(diǎn)的“法線”（n），法線的延長線必與回轉(zhuǎn)軸相交。（5）緯線一一以過N點(diǎn)的法線為母線作圓錐面與殼體中間面正交，得到的交線（6）第一曲率半徑一一中間面上一點(diǎn)M處經(jīng)線的曲率半徑稱為該點(diǎn)的第一曲率半徑，用R1表示。（7）第二曲率半徑一一通過經(jīng)線上一點(diǎn)M的法線作垂直于經(jīng)線的平面，其與中間面相交形成曲線ME，此曲線在M點(diǎn)處的曲率半徑稱為該點(diǎn)的第二曲率半徑，用R2表示。二、基本假設(shè)假定殼體是完全彈性的，材料具有連續(xù)性、均勻性和各向同性。對(duì)薄壁殼體，常采用以下兩點(diǎn)假設(shè)而使問題簡化。.直法線假設(shè)一一殼體在變形前垂直于中間面的直線段，在變形后仍保持直線，并垂直于變形后的中間面，且直線段長度不變。由此，沿厚度各點(diǎn)的法向位移均相同，變形前后殼體厚度不變。.互不擠壓假設(shè)一一殼體各層纖維變形后均互不擠壓。由此假設(shè)，殼壁的法向應(yīng)力與殼壁其他應(yīng)力分量相比是可以忽略的小量。.2回轉(zhuǎn)殼體薄膜應(yīng)力分析一、薄膜應(yīng)力理論的應(yīng)力計(jì)算公式1.經(jīng)向應(yīng)力計(jì)算公式2.環(huán)向應(yīng)力計(jì)算公式二、軸對(duì)稱回轉(zhuǎn)殼體薄膜理論的應(yīng)用范圍作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第17次課周次10學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年11月10日章節(jié)名稱8內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)8.3典型回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析8.4內(nèi)壓圓筒邊緣應(yīng)力的概念教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：使學(xué)生掌握內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析難點(diǎn)：內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析和邊緣應(yīng)力授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：.3典型回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析一、受內(nèi)壓的圓筒形殼體對(duì)于圓柱殼體，根據(jù)薄膜應(yīng)力理論，其經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力分別為(8-3)(8-4)二、受內(nèi)壓的球形殼體球殼的母線是半徑為D/2的半圓周，球殼上任一點(diǎn)的第一曲率半徑R1與第二曲率半徑R2均相同，且等于球殼的平均半徑，即R1=R2=D/2。由薄膜應(yīng)力理論可知，其經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力分別為(8-5)(8-6)三、受內(nèi)壓的橢球殼體經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力分別為(8-9)(8-10)四、受內(nèi)壓的錐形殼體錐形殼體的經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力為(8-11)(8-12)五、承受液體靜壓作用的圓筒殼體1.沿底部邊緣支承的圓筒2.沿頂部邊緣支承的圓筒8.4內(nèi)壓圓筒邊緣應(yīng)力的概念一、邊緣應(yīng)力的概念以筒體與封頭聯(lián)接為例，若平板蓋具有足夠的剛度，受內(nèi)壓作用時(shí)變形很小。而殼壁較薄，變形量較大，兩者連接在一起，在聯(lián)接處（即邊緣部分）筒體的變形受到平板蓋的約束，因此產(chǎn)生了附加的局部應(yīng)力（即邊緣應(yīng)力）。邊緣應(yīng)力數(shù)值很大，有時(shí)能導(dǎo)致容器失效，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予重視。二、邊緣應(yīng)力的特點(diǎn)（1）局部性不同性質(zhì)的連接邊緣產(chǎn)生不同的邊緣應(yīng)力，但它們都有一個(gè)明顯的衰減波特性。（2）自限性發(fā)生邊緣彎曲的原因是由于薄膜變形不連續(xù)。自然，這是指彈性變形。當(dāng)邊緣兩側(cè)的彈性變形相互受到約束，必然產(chǎn)生邊緣力和邊緣彎矩，從而產(chǎn)生邊緣應(yīng)力。但是當(dāng)邊緣處的局部材料發(fā)生屈服進(jìn)入塑性變形階段時(shí)，上述這種彈性約束開始緩解，因而原來不同的薄膜變形便趨于協(xié)調(diào)，于是邊緣應(yīng)力就自動(dòng)限制。這就是邊緣應(yīng)力的自限性。三、對(duì)邊緣應(yīng)力的處理（1）由于邊緣應(yīng)力具有局部性，在設(shè)計(jì)中可以在結(jié)構(gòu)上只作局部處理。（2）只要是塑性材料，即使邊緣局部某些點(diǎn)的應(yīng)力達(dá)到或者說超過材料的屈服極限，鄰近尚未屈服的彈性區(qū)也能夠抑制塑性變形的發(fā)展，使塑性區(qū)不再擴(kuò)展，故大多數(shù)塑性較好的材料制成的容器（3）由于邊緣應(yīng)力具有自限性，屬二次應(yīng)力，它的危害性就沒有薄膜應(yīng)力大。作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第18次課周次11學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年11月14日章節(jié)名稱9內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè)計(jì)9.1概述9.2內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼強(qiáng)度計(jì)算教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計(jì)2、使學(xué)生掌握薄壁容器的幾何特征重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：1內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè)計(jì)。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：概述在壓力容器的設(shè)計(jì)中，一般都是根據(jù)工藝要求先確定其內(nèi)直徑。強(qiáng)度計(jì)算的任務(wù)就是根據(jù)給定的內(nèi)直徑、設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度以及介質(zhì)腐蝕等條件，設(shè)計(jì)出合適的厚度，以保證設(shè)備能在規(guī)定的使用壽命內(nèi)安全可靠的運(yùn)行。內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼強(qiáng)度計(jì)算一、薄壁圓筒強(qiáng)度計(jì)算公式1、理論計(jì)算強(qiáng)度（計(jì)算厚度）2、設(shè)計(jì)厚度與名義厚度3、有效厚度4、壓力容器的最小厚度二、薄壁球殼強(qiáng)度計(jì)算公式三、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定1、設(shè)計(jì)壓力2、計(jì)算壓力3、設(shè)計(jì)溫度4、許用應(yīng)力5、焊接接頭系數(shù)作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第19次課周次11學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年11月17日章節(jié)名稱9內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè)計(jì)9.3容器的壓力試驗(yàn)教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握容器的壓力試驗(yàn)。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1容器的壓力試驗(yàn)。難點(diǎn)：無。授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：容器的壓力試驗(yàn)容器在制成以后或檢修后投入生產(chǎn)之前，要進(jìn)行壓力試驗(yàn)，其目的在于檢驗(yàn)容器的宏觀強(qiáng)度和有無滲漏現(xiàn)象，以確保設(shè)備的安全與正常運(yùn)行。對(duì)于需要進(jìn)行焊后熱處理的容器，應(yīng)在全部焊接工作完成并經(jīng)熱處理之后，才能進(jìn)行壓力試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)；對(duì)于分段交貨的壓力容器，可分段熱處理，在安裝工地組裝焊接，并對(duì)焊接的環(huán)焊縫進(jìn)行局部熱處理之后，再進(jìn)行壓力試驗(yàn)。一、試驗(yàn)壓力液壓試驗(yàn)壓力，按下式確定式中PT——試驗(yàn)壓力，MPa，立式容器臥置作液壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力應(yīng)為立置時(shí)的試驗(yàn)壓力加液體靜壓力；設(shè)計(jì)壓力，MPa；[。]一試驗(yàn)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa；[o]t一設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa；氣壓試驗(yàn)壓力，按下式確定二、壓力試驗(yàn)的要求與試驗(yàn)方法1.液壓試驗(yàn)將容器充滿液體（在容器最高點(diǎn)設(shè)排氣口），待容器壁溫與液體溫度相同時(shí)緩慢升壓到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時(shí)間一般不小于30min，然后將壓力降到規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%，并保持足夠長時(shí)間以對(duì)所有焊縫和連接部位進(jìn)行檢查，如有漏泄，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。液壓試驗(yàn)時(shí)，注意事項(xiàng)。.氣壓試驗(yàn)對(duì)不適合作液壓試驗(yàn)的容器，可采用氣壓試驗(yàn)。所用氣體應(yīng)為干燥、潔凈的空氣，氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。試驗(yàn)氣體溫度一般應(yīng)不低于15℃。試驗(yàn)程序如下。.氣密試驗(yàn)容器須經(jīng)液壓試驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行氣密試驗(yàn)。其方法是：首先緩慢升壓至試驗(yàn)壓力保持10min，然后降至設(shè)計(jì)壓力，同時(shí)進(jìn)行檢查，氣體溫度應(yīng)不低于5℃。器作定期檢驗(yàn)時(shí)，若容器內(nèi)有殘留易燃?xì)怏w存在會(huì)導(dǎo)致爆炸時(shí)，則不得使用空氣作為試驗(yàn)介質(zhì)。三、壓力試驗(yàn)前的應(yīng)力校核在壓力試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)壓力下產(chǎn)生的圓筒應(yīng)力進(jìn)行校核，即容器壁內(nèi)所產(chǎn)生的最大應(yīng)力不超過所用材料在試驗(yàn)溫度上屈服極限的90%（液壓試驗(yàn)）或80%（氣壓試驗(yàn)）。試驗(yàn)類型試驗(yàn)壓力強(qiáng)度條件說明備注液壓試驗(yàn)立式容器臥置進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力應(yīng)取立置試驗(yàn)壓力加液柱靜壓力。壓力試驗(yàn)時(shí)，由于容器承受的壓力pT高于設(shè)計(jì)壓力p，故必要時(shí)需進(jìn)行強(qiáng)度效核。氣壓試驗(yàn)作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第20次課周次12學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年11月21日章節(jié)名稱10內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計(jì)10.1凸形封頭10.2錐形封頭教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計(jì)難點(diǎn)：內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計(jì)授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：10內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計(jì)容器封頭又稱端蓋，是容器的重要組成部分，按其形狀分為三類：凸形封頭、錐形封頭和平板形封頭。其中凸形封頭包括半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭（或稱帶折邊的球形封頭）、球冠形封頭（或稱無折邊球形封頭）四種。采用什么樣的封頭要根據(jù)工藝條件的要求、制造的難易和材料的消耗等情況來決定。10.1凸形封頭一、半球形封頭二、橢圓形封頭三、碟形封頭四、球冠形封頭10.2錐形封頭1、錐形封頭的結(jié)構(gòu)要求及計(jì)算2、錐形封頭的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第21次課周次12學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年11月24日章節(jié)名稱10內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計(jì)10.3平板封頭10.4封頭的結(jié)構(gòu)特性及選擇教學(xué)目的與要求目的：1使學(xué)生掌握內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計(jì)難點(diǎn)：內(nèi)壓容器封頭的設(shè)計(jì)授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：10.3平板封頭1、圓形平蓋厚度的計(jì)算2、非圓形平蓋厚度的計(jì)算10.4封頭的結(jié)構(gòu)特性及選擇從受力情況來看，半球形封頭最好，橢圓形、碟形其次，球冠形、錐形更次之，而平板最差。從制造角度來看，平板最容易，球冠形、錐形其次，碟形、橢圓形更次，而半球形最難；就使用而論，錐形有其特色，用于壓力不高的設(shè)備上，橢圓形封頭用作大多數(shù)中低壓容器的封頭，平板封頭用作常壓或直徑不大的高壓容器的封頭，球冠形封頭用作壓力不高的場合或容器中兩獨(dú)立受壓室的中間封頭，半球形封頭一般用于大型儲(chǔ)罐或高壓容器的封頭。作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第22次課周次13學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年11月28日章節(jié)名稱11外壓容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11.1概述11.2臨界壓力11.3外壓容器設(shè)計(jì)方法及要求教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握外壓容器設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握外壓容器設(shè)計(jì)難點(diǎn)：外壓容器設(shè)計(jì)授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：11.1概述一、外壓容器的失穩(wěn)二、圓筒失穩(wěn)形式的分類1.周向失穩(wěn)一一圓筒由于均勻徑向外壓引起的失穩(wěn)叫做周（側(cè)）向失穩(wěn)，周向失穩(wěn)時(shí)殼體斷面由原來的圓形被壓癟而呈現(xiàn)波形，其波數(shù)n可以為2，3，4，……，如圖11-1所示。.軸向失穩(wěn)一一如果一個(gè)薄壁圓筒承受軸向外壓，當(dāng)載荷達(dá)到某一數(shù)值時(shí)喪失穩(wěn)定性，但在失去穩(wěn)定時(shí)，仍然具圓形環(huán)截面，只是破壞了母線的直線性，母線產(chǎn)生了波形，即圓筒發(fā)生了褶皺。.局部失穩(wěn)失穩(wěn)現(xiàn)象除上述的周向失穩(wěn)和軸向失穩(wěn)兩種失穩(wěn)之外，還有局部失穩(wěn)，如容器在支座或其他支承處以及在安裝運(yùn)輸中由于過大的局部外壓引起的局部失穩(wěn)。1.2臨界壓力一、臨界壓力導(dǎo)致筒體失穩(wěn)的壓力稱為該筒體的臨界壓力，以pcr表示。筒體在臨界壓力作用下，筒壁內(nèi)存在的壓應(yīng)力稱為臨界壓應(yīng)力，以ocr表示。二、長、短圓筒和剛性圓筒按照破壞情況，受外壓的圓筒殼體可分為長圓筒、短圓筒和剛性圓筒三種，作為區(qū)分所謂長、短圓筒與剛性圓筒的長度均指與直徑Do,有效厚度be等有關(guān)的相對(duì)長度，而非絕對(duì)長度。三、臨界壓力的理論計(jì)算公式1.長圓筒長圓筒的臨界壓力可由圓環(huán)的臨界壓力公式推得，即.短圓筒3.剛性圓筒四、影響臨界壓力的因素1.筒體幾何尺寸的影響2.筒體材料性能的影響.筒體橢圓度和材料不均勻的影響五、臨界長度當(dāng)圓筒的計(jì)算長度L〉Lcr時(shí)，屬長圓筒；若L,cr<L<Lcr時(shí)，屬短圓筒；若L<L'cr時(shí)，屬剛性圓筒。外壓容器設(shè)計(jì)方法及要求一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則許用外壓［p］：實(shí)踐表明，許多長圓筒或管子一般壓力達(dá)到臨界壓力值的1/2?1/3時(shí)就可能會(huì)被壓癟。此外，考慮到容器有可能承擔(dān)大于計(jì)算壓力的工況，因此，不允許在外壓力等于或接近于臨界壓力進(jìn)行操作，必須有一定的安全裕度，使許用壓力比臨界壓力小，即式中[p]-許用外壓，MPa；m-穩(wěn)定安全系數(shù)，m>1。二、外壓圓筒厚度設(shè)計(jì)的圖算法1、算圖的依據(jù)2、外壓圓筒和管子厚度的圖算法三、外壓圓筒厚度表作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第23次課周次13學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年12月1日章節(jié)名稱11外壓容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11.4外壓球殼與凸形封頭的設(shè)計(jì)11.5加強(qiáng)圈的作用與結(jié)構(gòu)教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握外壓容器設(shè)計(jì)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握外壓容器設(shè)計(jì)難點(diǎn)：外壓容器設(shè)計(jì)授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：外壓球殼與凸形封頭的設(shè)計(jì)一、外壓球殼的設(shè)計(jì)二、外壓凸形封頭的設(shè)計(jì)1、受外壓橢圓形封頭2、碟形封頭11.5加強(qiáng)圈的作用與結(jié)構(gòu)工程實(shí)際中，較薄鋼板用來制造較高壓力的外壓容器時(shí)，通常在筒體上裝上一定數(shù)量的加強(qiáng)圈，利用加強(qiáng)圈對(duì)筒壁的支撐作用，可以提高圓筒的臨界壓力，從而提高其工作外壓。扁鋼、角鋼、工字鋼等都可用以制作加強(qiáng)圈，作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第24次課周次14學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年12月5日章節(jié)名稱12容器零部件12.1法蘭連接教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握容器零部件重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握容器零部件難點(diǎn)：容器零部件的選用授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：12.1法蘭連接一、概述可拆連接必須滿足下列基本要求：（1）有足夠的剛度，且連接件之間具有必須的密封壓緊力，以保證在操作過程中介質(zhì)不會(huì)泄漏；（2）有足夠的強(qiáng)度，即不因可拆連接的存在而削弱了整個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，且本身能承受所有的外力；（3）能耐腐蝕，在一定的溫度范圍內(nèi)能正常的工作，能迅速并多次地拆開和裝配；（4）成本低廉，適合于大批量地制造。法蘭連接結(jié)構(gòu)是一個(gè)組合件，它由一對(duì)法蘭，數(shù)個(gè)螺栓、螺母和一個(gè)墊片所組成。從使用角度看，法蘭可分為兩大類，即壓力容器法蘭和管法蘭。壓力容器法蘭是指筒體與封頭、筒體與筒體或封頭與管板之間連接的法蘭；管法蘭指管道與管道之間連接的法蘭。法蘭的整個(gè)工作過程可簡單地分為預(yù)緊工況與操作工況來分析。三、法蘭的結(jié)構(gòu)與分類1.法蘭按接觸面形成分為以下兩類。（1）窄面法蘭（2）寬面法蘭2.法蘭按其整體性程度，分為三種形式。（1）松式法蘭（2）整體法蘭（3）任意式法蘭3.法蘭的形狀絕大多數(shù)法蘭的形狀為圓盤形或帶頸的圓盤形，也有少量方形、橢圓形法蘭盤。方形法蘭有利于把管子排列緊湊。橢圓形法蘭通常用于閥門和小直徑的高壓管上。四、影響法蘭密封的因素1.螺栓預(yù)緊力2.壓緊面（密封面）（1）平面型壓緊面（2）凹凸型壓緊面（3）榫槽型壓緊面（4）錐形壓緊面（5）梯形槽壓緊面。壓緊面的選用原則，首先必須保證密封可靠，并力求加工容易、裝配方便、成本低。3.墊片（1）非金屬墊片（2）金屬墊片（3）金屬-非金屬組合墊片4.法蘭剛度5.操作條件五、法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用（一）壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)壓力容器法蘭分平焊法蘭和對(duì)焊法蘭兩類。.平焊法蘭平焊法蘭又分為甲型平焊法蘭（圖12-12）和乙型平焊法蘭（圖12-13）。甲型與乙型平焊法蘭相比，區(qū)別在于乙型平焊法蘭本身帶有一個(gè)圓筒形的短節(jié)，短節(jié)的厚度一般不小于16mm,這個(gè)厚度較筒體的厚度大，因而增加了法蘭的剛度。另一方面，甲型的焊縫開V型坡口；乙型的開U型坡口，設(shè)備與短節(jié)采用對(duì)接焊，從這點(diǎn)來看乙型比甲型也具有較高的強(qiáng)度和剛度，因此，乙型可用于較大的公稱直徑和公稱壓力的范圍。.對(duì)焊法蘭長頸對(duì)焊法蘭是由具有較大厚度的錐頸與法蘭盤構(gòu)成一體的（圖12-14）,進(jìn)一步增大了法蘭盤的剛度，同時(shí)法蘭與設(shè)備采用對(duì)接焊連接，因此用于更高的壓力PN0.6MPa,1.0MPa,1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa，6.4Mpa,直徑DN300?2000mm,溫度一20?450℃。3.壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)的選用（二）管法蘭標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第25次課周次14學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年12月8日章節(jié)名稱12容器零部件12.2容器支座教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握容器零部件重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握容器零部件難點(diǎn)：容器零部件的選用授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：12.2容器支座容器和設(shè)備的支座，是用來支承其重量，并使其固定在一定的位置上。在某些場合下支座還要承受操作時(shí)的振動(dòng)，承受風(fēng)載荷和地震載荷。容器與設(shè)備支座的結(jié)構(gòu)型式很多，根據(jù)容器與設(shè)備自身的型式，支座可以分成兩大類，即臥式容器支座和立式容器支座。一、臥式容器支座臥式容器的支座有三種形式：鞍座、圈座和支腿。常見的臥式容器和大型臥式貯罐、換熱器等多采用鞍座，它是應(yīng)用得最為廣泛的一種臥式容器支座。但對(duì)于大直徑薄壁容器和真空設(shè)備，為增加筒體支座處的局部剛度常采用圈座。小型設(shè)備采用結(jié)構(gòu)簡單的支腿。.雙鞍式支座及支座標(biāo)準(zhǔn)采用雙支座時(shí)，支座位置的選取一方面要考慮到利用封頭的加強(qiáng)效應(yīng)，另一方面又要考慮到不使殼體中因荷重引起的彎曲應(yīng)力過大，所以選取原則如下。（1）雙鞍座臥式容器的受力狀態(tài)可簡化為受均布載荷的外伸梁。（2）當(dāng)鞍座鄰近封頭時(shí)，則封頭對(duì)支座處筒體有加強(qiáng)剛性的作用。鞍座的結(jié)構(gòu)如圖12-18,它由橫向直立筋板、軸向直立筋板和底板焊接而成，在與設(shè)備筒體相連處，有帶加強(qiáng)墊板的和不帶加強(qiáng)墊板的兩種結(jié)構(gòu)，圖12-18為帶墊板的結(jié)構(gòu)。必須設(shè)置加強(qiáng)墊板的條件見用/14712—1992。加強(qiáng)墊板的材料應(yīng)與設(shè)備殼體材料相同。鞍座的材料（加強(qiáng)墊板除外）為Q235-A?F。鞍座的底板尺寸應(yīng)保證基礎(chǔ)的水泥而不被壓壞。根據(jù)底板上的螺栓孔形狀不同，又分為F型（固定支座）和S型（活動(dòng)支座），除螺栓孔處，F(xiàn)型與S型各部分的尺寸相同。在一臺(tái)容器上，F(xiàn)型和S型總是配對(duì)使用?；顒?dòng)支座的螺栓孔采用長圓形，地腳螺栓采用兩個(gè)螺母，第一個(gè)螺母擰緊后倒退一圈，然后用第二個(gè)螺母鎖緊，以便能使鞍座在基礎(chǔ)面上自由滑動(dòng)。鞍座標(biāo)準(zhǔn)分為輕型（A）和重型（B）兩大類，重型又分為BI?BV五種型號(hào)，見表12-6。鞍座標(biāo)記方法：2.圈式支座圈式支座適用的范圍是：因自身重量而可能在支座處造成殼體較大變形的薄壁容器，某些外壓或真空容器，多于兩個(gè)支座的長容器。圈座的結(jié)構(gòu)如圖12-16（b）所示。3.支腿這種支座由于在與容器相連接處會(huì)造成嚴(yán)重的局部應(yīng)力，因此一般只用于小型容器，支腿的結(jié)構(gòu)如圖12-16（c）所示。二、立式容器支座立式容器的支座有四種：耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座。中、小型直立容器常采用前三種支座，高大的塔設(shè)備則廣泛采用裙式支座。1.耳式支座耳式支座又稱懸掛式支座，它由筋板和支腳板組成，廣泛用于反應(yīng)釜及立式換熱器等直立設(shè)備上，優(yōu)點(diǎn)是簡單、輕便，但對(duì)器壁會(huì)產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力。因此，當(dāng)設(shè)備圈套或器壁較薄時(shí)，應(yīng)在支座與器壁間加一墊板，墊板的材料最好與筒體材料相同，如不銹鋼設(shè)備用碳鋼作支座時(shí)，為防止器壁與支座在焊接過程中合金元素的流失，應(yīng)在支座與器壁間加一個(gè)銹鋼墊板。圖12-19是帶有墊板的耳式支座。耳式支座推薦用的標(biāo)準(zhǔn)為JB/T4725—1992,它將耳式支座分為A型（短臂）和8型（長臂）兩類，每類又有帶墊板和不帶墊板的兩種，不帶墊板的分別以AN和BN表示，見表12-8,表中支座取決于支座允許載荷［Q］和容器公稱直徑DN。耳式支座的標(biāo)記方法：2.支承式支座對(duì)于高度不大的中小型設(shè)備，可采用支承式支座。支承式支座已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，它分為A、B兩類，A類由鋼板拼焊而成，B類由鋼管制做，兩類都帶墊板。它的型式特征見表12-10。圖12-21表示1?4號(hào)A型支承式支座，圖12-22表示B型支承式支座。關(guān)于支承式支座的其他內(nèi)容可查閱標(biāo)準(zhǔn)：支承式標(biāo)準(zhǔn)JB/T4724—1992。.腿式支座腿式支座與支承式支座的最大區(qū)別在于：腿式支座是支承在容器的圓柱體部分，而支承式支座是支承在容器的底封頭上。腿式支座也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，它的型式特征見表12-11,支座形式見圖12-23。有關(guān)支座的具體形式、尺寸、選用可查閱標(biāo)準(zhǔn)：腿式支座JB/T4713—1992。.裙式支座裙式支座是高大的塔設(shè)備最廣泛采用的一種支座形式。它與前三種支座不同，目前尚無標(biāo)準(zhǔn)。它的各部分尺寸均需通過計(jì)算或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)確定。有關(guān)裙式支座的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)計(jì)算可參見JB/T4710—1992《鋼制塔式容器》。作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第26次課周次15學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年12月12日章節(jié)名稱12容器零部件12.3容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握容器零部件重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握容器零部件難點(diǎn)：容器零部件的選用授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)。基本教學(xué)內(nèi)容：12.3容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)一、開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)原則與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)1.補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則（1）等面積補(bǔ)強(qiáng)法的設(shè)計(jì)原則這種補(bǔ)強(qiáng)方法，規(guī)定局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積必須等于或大于開孔所減去的殼體截面積，其含義在于補(bǔ)強(qiáng)殼壁的平均強(qiáng)度，用與開孔等截面的外加金屬來補(bǔ)償削弱的殼壁強(qiáng)度。（2）塑性失效補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則一種極限設(shè)計(jì)的方法，同時(shí)又考慮到結(jié)構(gòu)的安定性。其基本點(diǎn)是：開孔容器的接管處達(dá)到全域塑性時(shí)的極限應(yīng)力應(yīng)等于無孔殼體的屈服應(yīng)力；同時(shí)，按彈性計(jì)算的最大應(yīng)力應(yīng)不超過2os。2.補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)是指用于補(bǔ)強(qiáng)的金屬采用什么樣的結(jié)構(gòu)形式與被補(bǔ)強(qiáng)的殼體或接管連成一體，以減小該處的應(yīng)力集中。（1）補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)（2）厚壁管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)（3）整鍛件補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)二、適用的開孔范圍當(dāng)采用局部補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，GB150—1998規(guī)定，筒體及封頭上開孔的最大直徑不得超過以下數(shù)值：（1）筒體內(nèi)徑口1忘1500mm時(shí)，開孔最大直徑dWDi/2,且dW520mm（d為開孔直徑，圓形孔取接管內(nèi)直徑加兩倍厚度附加量，橢圓形或長圓形孔取所考慮平面上的尺寸（弦長，包括厚度附加量）；（2）筒體內(nèi)徑Di>1500mm時(shí)，開孔最大直徑dWDi/3,且dW1000mm；（3）凸形封頭或球殼的開孔最大直徑dWDi/2；（4）錐殼（或錐形封頭）的開孔最大直徑dWDk/3,Dk為開孔中心處的錐殼內(nèi)直徑。三、不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開孔直徑容器開孔并非都要補(bǔ)強(qiáng)，因?yàn)槌３Ｓ懈鞣N強(qiáng)度富裕量存在。例如實(shí)際厚度超過強(qiáng)度需要；焊接接頭系數(shù)小于1且開孔位置又不在焊縫上；接管的厚度大于計(jì)算值，有較大的多余厚度；接管根部有填角焊縫。所有這些都起到了降低薄膜應(yīng)力從而也降低了應(yīng)力集中處的最大應(yīng)力的作用，也可以認(rèn)為是使局部得到了加強(qiáng)，這時(shí)可不另行補(bǔ)強(qiáng)。關(guān)于不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開孔直徑，GB150—1998是這樣規(guī)定的，殼體開孔滿足下述全部要求時(shí)，可不另行補(bǔ)強(qiáng)：（1）設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa；(2)兩相鄰開孔中心的間距(對(duì)曲面間距以弧長計(jì)算)應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；(3)接管公稱外徑小于或等于89mm；(4)接管最小厚度滿足表12-12要求。四、等面積補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法所謂等面積補(bǔ)強(qiáng)，就是使補(bǔ)強(qiáng)的金屬量等于或大于開孔所削弱的金屬量。補(bǔ)強(qiáng)金屬在通過開孔中心線的縱截面上的正投影面積，必須等于或大于殼體由于開孔而在這個(gè)縱截面上所削弱的正投影面積。具體計(jì)算參見GB150—1998。五、補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈已有標(biāo)準(zhǔn)：JB/T4736—2002和HG21506—1992，可參考選用。作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》教案序號(hào)第27次課周次15學(xué)時(shí)2授課時(shí)間2022年12月15日章節(jié)名稱12容器零部件12.4容器附件教學(xué)目的與要求1、使學(xué)生掌握容器零部件重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握容器零部件難點(diǎn)：容器零部件的選用授課方法與手段多媒體課堂講授、課堂討論、課后作業(yè)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：12.4容器附件容器上開孔，是為了安裝操作與檢修用的各種附件，如接管、視鏡、人孔和手孔等。一、接管化工設(shè)備上的接管一般分為兩類，一類是容器上的工藝接管，它與供物料進(jìn)出的工藝管道相連接