《化工機械基礎》分為工程力學基礎和化工設備設計基礎兩部分。工程力學基礎部分包括工程材料、靜力學、拉壓與剪切、扭轉與彎曲、復合強度等內容。化工設備設計基礎部分包括容器設計的基本知識,內壓薄壁容器的應力分析,內壓薄壁圓筒、球殼與封頭的設計,外壓圓筒與封頭的設計,容器零部件等內容。
適讀人群 :本書適用于化工類專業(yè)本科教學,也可供相關行業(yè)參考。
《化工機械基礎》適用于化工類專業(yè)教學,主要針對化工工藝、石油、儲運等專業(yè)教學要求編寫。《化工機械基礎》適應專業(yè)認證的要求,針對專業(yè)課學時數(shù)減少的情況,對教學內容做了簡化,可供32~48學時課程選用。
本書為高等工科院校化工工藝類各專業(yè)《化工機械基礎》課程編寫的教材。本教材為妥善處理學時少、內容多的矛盾,編寫時盡量做到重點突出、內容新穎、難易合適、切合實際。本書適用學時為32~48學時。
本書共分2篇10章。第1篇工程力學基礎,包括靜力學和材料力學兩部分。靜力學研究力的外效應中的平衡規(guī)律;材料力學研究構件的強度、剛度和穩(wěn)定性問題。第2篇化工設備設計基礎,以安全為前提,綜合考慮質量保證的各個方面,闡述按規(guī)范設計中低壓容器時有關的容器應力分析基本理論,引導學生學會全面考慮、分析和解決工程實際問題。
本書由遼寧石油化工大學梁艷編寫第1、2章;姜芳編寫第3、4章;徐立志編寫第5、7章;張麗編寫第6、8和9章;姜文全和張麗共同編寫第10章。
全書由姜芳、姜文全主編,任建民教授主審。
在編寫過程中得到了化機系全體教師的大力支持,同時教學指導委員會的各位委員提出了寶貴的意見,在此特表謝意。
限于筆者的水平,加之時間倉促,書中難免出現(xiàn)不足之處,敬請讀者批評指正。
編者
2017年7月
姜芳,遼寧石油化工大學,副教授,主講化工機械基礎、過程裝備控制技術、及過程裝備設計等課程;參與主持多項橫縱向科研課題—燒結爐設計、輸油管道在線封堵設備設計。
第1篇工程力學知識
引言2
第1章工程材料3
1.1碳鋼3
1.2合金鋼6
1.3鑄鐵11
1.4化工設備材料的選擇12
第2章物體的受力分析和靜力學平衡方程16
2.1靜力學基礎知識16
2.2約束和約束反力20
2.3分離體和受力圖22
2.4力的投影、合力投影定理23
2.5力矩和力偶25
2.6力的平移27
2.7平面力系的簡化、合力矩定理27
2.8平面力系的平衡方程30
2.9空間力系35
第3章拉伸、壓縮與剪切41
3.1拉伸與壓縮的基本概念42
3.2橫截面上的內力42
3.3橫截面上的應力44
3.4拉伸與壓縮變形胡克定律46
3.5軸向拉伸與壓縮時的強度計算47
3.6應力集中的概念51
3.7剪切與擠壓52
第4章圓軸扭轉和梁的彎曲57
4.1扭轉的概念和內力分析57
4.2圓軸扭轉時的應力及強度條件60
4.3圓軸扭轉時的變形及剛度條件64
4.4彎曲的基本概念和內力分析66
4.5剪力圖和彎矩圖70
4.6彎曲時的應力和強度計算74
4.7慣性矩的計算77
4.8彎曲正應力的強度條件81
4.9梁的彎曲變形與剛度84
4.10提高梁的彎曲強度和剛度的措施90
第5章復合強度96
5.1應力狀態(tài)96
5.2強度理論102
5.3彎曲和拉壓組合作用105
5.4彎扭組合作用108
第2篇化工設備設計基礎
第6章容器設計的基礎知識114
6.1容器的結構與分類114
6.2容器零部件的標準化117
6.3壓力容器的安全監(jiān)察119
6.4設計要求及設計條件120
第7章內壓薄壁容器的應力分析122
7.1回轉殼體的應力分析——薄膜應力理論122
7.2薄膜理論的應用124
7.3內壓圓筒邊緣應力127
第8章內壓薄壁圓筒、球殼與封頭的設計131
8.1強度設計的基本知識131
8.2內壓薄壁圓筒與球殼的強度設計132
8.3內壓封頭的設計139
第9章外壓容器設計148
9.1失穩(wěn)現(xiàn)象148
9.2臨界壓力149
9.3外壓圓筒的設計計算150
9.4外壓凸形封頭設計計算156
9.5加強圈的作用與結構157
第10章容器零部件158
10.1法蘭連接158
10.2容器支座167
10.3容器的開孔補強170
10.4容器附件173
參考文獻177