化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)電子教案

1、教案2011 2012學(xué)年第1學(xué)期課程名稱化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)授課對象09化工（含11化工專升本）授課教師褚松茂職 稱副教授教材版本趙軍化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)參考書平頂山學(xué)院教務(wù)處印制化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)教案（首頁）2011 2012學(xué)年第1學(xué)期主講教師褚松茂院（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)必修課課程序號課程代碼授課專業(yè)化學(xué)工程與工2總學(xué)時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)計基礎(chǔ)和機(jī)械傳動三大部分。其任務(wù)是使學(xué)生 掌握相關(guān)的

2、基本理論、基本知識以及設(shè)計的基本方法，為從事化工設(shè)備機(jī)械的設(shè)計、使用、 管理和維護(hù)打卜基礎(chǔ)。具體為：1、掌握對化工設(shè)備中的受力構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定，住計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)。課程教學(xué) 基本要求1、本課程的教學(xué)應(yīng)貫徹應(yīng)用性原則和重視素質(zhì)培養(yǎng)原則。要求理論分析與設(shè)計方法相 結(jié)合，理論教學(xué)主要是講清概念，學(xué)會應(yīng)用，對數(shù)學(xué)推導(dǎo)一般不作演繹。要重視分析實(shí)例、 課堂討論、習(xí)題等教學(xué)環(huán)節(jié)，同時將課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合， 培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。2、工程力學(xué)是課程教學(xué)的核心內(nèi)容，

3、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（或?qū)W分）的多少選擇講授。對化工工藝專業(yè) 則要抓好化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)，而機(jī)械傳動部分可/、作為重點(diǎn)。講課要結(jié)合化工行業(yè)的實(shí)際， 并允許對教學(xué)內(nèi)容做必要調(diào)整和組合。3、考核方式以閉卷為主，平時成績在期評成績中應(yīng)占有一定的比重。教 材與經(jīng)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，2007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)計基礎(chǔ)，科學(xué)出版社，1999年；化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)教

4、案序號第1次課周次1學(xué)時2授課時間2011年9月15日章節(jié)名稱1.物體的受力分析和靜力平衡方程靜力學(xué)基本概念約束和約束反力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)會畫受力圖。難點(diǎn)：學(xué)會畫受力圖。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)滿足以卜要求：（1）強(qiáng)度要求（2）

5、剛度要求（3）穩(wěn)定性要求靜力學(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二要素：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)：物體相對于地球靜止或作勻速直線運(yùn)動時的狀態(tài)。是物體機(jī)械運(yùn)動的特殊情形。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

6、于平衡狀態(tài)時的力系。二力平衡原理（公理）：作用于剛體上的兩個力平衡的必要和充分條件是：這兩個力大小相等，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力系上，加上或減去任一平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用效應(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 用在這兩個物體上。(

7、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。主動力：能使物體運(yùn)動或有運(yùn)動趨勢的力，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：約束對物體的作用力，就是繩索對燈的約束反力。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

8、很小，可忽略不計，這樣的接觸面 為光滑面，不能限制切向方向運(yùn)動，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)圓柱較鏈約束：如圖，只限制兩構(gòu)件的相對移動，不限制相對轉(zhuǎn)動，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。用圓柱較將構(gòu)件與底座連接起來，構(gòu)成較 支座?？煞譃椋汗潭ㄝ^支座，如圖 1-8a,可動較支座，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，F(xiàn)xA、FyA、M。分離體和受力圖分離體：把研究對象從周圍物體的約束中分離出來，成為自由體，此對象即為分離體。受力圖：單獨(dú)

9、畫出物體輪廓，將作用在它上面的主動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)教案序號第2次課周次1學(xué)時2授課時間2011年9月8日章節(jié)名稱1.物體的受力分析和靜力平衡方程力的投影、合力投影定理力矩、力偶 力的平移平面力系的簡化、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

10、。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)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：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：Fx F cosFyF sin力在坐標(biāo)軸上的投影的特性：a.標(biāo)重b.

11、符號，ab與x軸向向?yàn)檎齝.平行力且等值時在坐標(biāo)軸上投影相同d.力平行移動后投影值小變 三、合力投影定律合力：若一個力對剛體的作用效果與一個力系等效，則此力稱為該力系的合力，該力系中的 各個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、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)：對剛

12、體只產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應(yīng)而沒有移動效應(yīng)，力偶不能與一個力等效或平衡，只能 被力偶平衡。力偶矩：以乘積作為度量力偶對物體的轉(zhuǎn)動效應(yīng)的物理量，記作m (F, F)或m=+-Fd,力偶矩為代數(shù)量，力偶矩轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r針時為正，單位Nl- m (kNI- m)與力矩同。力偶中兩力對其作用面內(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到剛體內(nèi)任一點(diǎn)，但必須同時附加一個力偶，其力偶矩等于原力 F對平移點(diǎn)的矩。平

13、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扉口主矩Ma二、平面力系簡化結(jié)果討論：若F際0, Mo=0,則原力系簡化為一個合力 F r,并通過簡化中心的原力系的合力。若F r=0, Mg0,則原力系簡化為一個力偶，力偶矩等于原力系對簡化中心的主矩，與簡化 中心位置無關(guān)。若F rW0, MB0,則此力系可進(jìn)一步簡化為一個合力，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合力時，則其合力對于作用點(diǎn)內(nèi)任一點(diǎn)的

14、矩，等于 力系中各分力對同一點(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)教案序號第3次課周次2學(xué)時2授課時間2011年9月15日章節(jié)名稱1.物體的受力分析和靜力平衡方程 平面力系的平衡方程空間力系教學(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)?；窘虒W(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Fr =0,主矩M=0,則為平衡力系例1-5 例

15、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： 確定研究對象，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。 選取合適的坐標(biāo)軸，列靜力平衡方程。為例便于計算，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。 解平衡方程，求解未知力?？臻g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：序號第4次課周次3學(xué)時2授課時間20

16、11年9月19日章節(jié)名稱2.拉伸、壓縮與男切軸向拉伸與壓縮的概念和實(shí)例軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內(nèi)力軸向拉伸或壓縮時橫截面上的應(yīng)力軸向拉伸與壓縮時的變形材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能拉伸和壓縮的強(qiáng)度計算教學(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)連續(xù)性假設(shè)均勻性假設(shè)各向同性假設(shè)小變形假設(shè)二、桿件的基本受力與變形形式軸向拉伸與壓縮 剪切扭轉(zhuǎn)彎曲軸向拉伸與

17、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，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) 力可按以卜二個步驟進(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象，畫出其受力圖。在截面上用內(nèi)力代替移去部分對留下部分 的作用。3）求 列出研究對象的靜力平衡方程，確定未知的內(nèi)力。軸向拉伸或壓縮時橫截面上的內(nèi)力軸向拉伸、軸向壓縮拉力，符號為正；壓力，符號為負(fù)。軸向拉伸或壓縮時橫截面上的應(yīng)力、應(yīng)力的概念應(yīng)力：單位

18、面積上的內(nèi)力。二、軸向拉伸和壓縮時橫截面上的正應(yīng)力 橫截面上白正應(yīng)力？可以直接表示為Fn A軸向拉伸與壓縮時的變形一、 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)變或相對變形。二、胡克定律胡克定律：當(dāng)應(yīng)力不超過比例極限時，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，橫向尺寸也將縮小(增大)。四、泊松比實(shí)驗(yàn)表明，對于同一種材料，當(dāng)應(yīng)力不超過比例極限時，橫向線應(yīng)變與縱向線應(yīng)變之比的絕 對值為常數(shù)。比值 v稱為泊松比。材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能 一、材料在拉伸時的力學(xué)性能 1、低碳鋼在拉伸時的力學(xué)性能(1)材料的剛度指標(biāo)：第I階段彈性階段(2

19、)材料的強(qiáng)度指標(biāo)：第n階段屈服階段、第m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、其它材料在拉伸時的力學(xué)性能 二、材料在壓縮時的力學(xué)性能拉伸和壓縮的強(qiáng)度計算1、 極限應(yīng)力、許用應(yīng)力和安全因數(shù)2、 拉伸和壓縮時的強(qiáng)度條件計算例題 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)教案序號第5次課周次3學(xué)時2授課時間2011年9月22日章節(jié)名稱2.拉伸、壓縮與男切應(yīng)力集中的概念剪切與擠壓的實(shí)用計算教學(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)用計算。 難點(diǎn)：剪

20、切與擠壓的實(shí)用計算。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，如有切口、圓孔、螺紋等，應(yīng)力 不再均勻分布，如圖并有圓孔的薄板，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)用計算一、剪切的實(shí)用計算剪力：用截面法沿剪切面截開，可能與截面相切的內(nèi)力Q,稱為剪力，可用平衡方程求解。剪應(yīng)力：對剪切構(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)力截面上分布不均勻）或平均剪應(yīng)力。剪切強(qiáng)度計算二、擠壓的實(shí)用計算剪切構(gòu)件

21、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，即壓力的作用囿稱擠壓面。材料的許用擠壓應(yīng)力。擠壓面為平面時，擠壓面積 Ap等于擠壓面；當(dāng)擠壓面為圓柱時，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：序號第6次課周次4學(xué)時2授課時間2011年9月26日章節(jié)名稱3.扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例扭轉(zhuǎn)時外力和內(nèi)力的計算 純剪切圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(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)時外力和內(nèi)力的計算。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)時外力和內(nèi)力的計算。難點(diǎn)：扭轉(zhuǎn)時外力和內(nèi)力的計算授課方法 與手段多媒體課堂講授、課堂討

22、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)：外力升-組外力偶， 且力偶的作用面垂直于桿件的軸線。扭轉(zhuǎn)的變形特點(diǎn)：桿件的任意兩個橫截面繞軸線相對轉(zhuǎn)過一個角度，此角稱相對扭轉(zhuǎn)角(f)AB,表示截面 B對截面A的相對扭轉(zhuǎn)角。扭轉(zhuǎn)時外力和內(nèi)力的計算一、外力偶矩的計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),這時需要按照理論力t沖推導(dǎo)的功率、轉(zhuǎn)速、力矩三者的關(guān)系式來計算外力偶矩 的數(shù)值，即一c c PM 9550 (1)n二、扭轉(zhuǎn)和扭矩圖用截面法計算軸內(nèi)力-扭矩T,步驟：截，取，平衡方程求 T

23、,畫扭矩圖。T的符號規(guī)定：右手螺旋法則。例：3-1純男切一、薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時的剪應(yīng)力二、剪應(yīng)力互等定理T =。相互垂直的兩個截面上男應(yīng)力成對出現(xiàn)，且數(shù)值相等；兩者周S垂直十兩平囿的交線且方向相背或相知。剪應(yīng)力符號判斷三、剪應(yīng)變、剪切胡克定律P=G丫，G為剪切彈性模量， MPa 丫，剪應(yīng)變，無量綱。化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)教案p p計算公式:TIp抗扭截面模量：當(dāng)p =D/2時,m axTR I pmaxTWpWt= Ip/(D/2) Wt為抗扭截面模量。(1)空心圓截面極慣性矩XD4 d4)32jtD4 ,(1324)圓軸扭轉(zhuǎn)時的應(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

24、面，只是各橫截面相對地轉(zhuǎn)過了 一個角度。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)力式中a=d/D為橫截面內(nèi)外徑之比。扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)WpU DT(i4)D 16(2)實(shí)心圓截面將d=0及a=d/c=0代入上兩式，即可得實(shí)心圓截面對形心的極慣性矩和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)分別為:I p 32Wp應(yīng)16作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析:序號第7次課周次4學(xué)時2授課時間2011年9月29日章節(jié)名稱3.扭轉(zhuǎn)圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度條件圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形和剛度條件教學(xué)目的 與要求1、使學(xué)生掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時的

25、強(qiáng)度條件、變形和剛度條件。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1掌握圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度條件、變形和剛度條件。 難點(diǎn)：圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(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)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度條件前面已經(jīng)得到，圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面上的最大剪應(yīng)力截面的周邊上圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度條件為：max max a Wp塑，。尸（） b脆，:。尸（） b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、確定許用載荷。例：3-2 , 3-3圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形和剛度條件一、圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形圓軸扭轉(zhuǎn)變形的標(biāo)志是兩個橫截面間的相對扭轉(zhuǎn)角。相對扭轉(zhuǎn)角-II- （rad） T 扭矩l-截面間距GIp抗扭剛度G

26、Ip二、圓軸扭轉(zhuǎn)時的剛度條件 180（ /m）。：單位長度許用扭轉(zhuǎn)角（度 /米、弧度/米）GIp 冗例：3-4作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：序號第8次課周次6學(xué)時2授課時間2011年10月10日章節(jié)名稱4.彎曲甯曲的概念和實(shí)例男力和彎矩男力圖和彎矩圖教學(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甯曲的概念和實(shí)例。2男力和彎矩的求解 3男力圖和彎矩圖。 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：甯曲的概念和實(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

27、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MA 0； Y 0(2)用截面法求內(nèi)力MO 0； Y 0例4-1簡支梁受集中力作用剪力圖和彎矩圖Q=Q (x)-剪力方程，剪力沿梁變化的曲線為剪力圖M=M(x)-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：序號第9次課周次6學(xué)時2授課時間2011年10月1

28、3日章節(jié)名稱4.彎曲純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力慣性矩的計算教學(xué)目的 與要求1、使學(xué)生掌握純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力概念。2、使學(xué)生掌握慣性矩的計算。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力。2慣性矩的計算。難點(diǎn)：慣性矩的計算。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：純彎曲時梁橫截面上的正應(yīng)力梁上一般有內(nèi)力 Q與M即存在b與,但一般t為次要因素，主要為 叫故考慮純彎曲。當(dāng)梁的橫截囿上僅后駕矩而尢男力，從而僅啟正應(yīng)力而尢切應(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，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

29、。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、 卜兩側(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)v ymax時，彎曲正應(yīng)力最大,其值為max式中，wz Iz/ymax稱為截面IzWz對于中性軸的彎曲截面系數(shù),是一個與截面形狀和尺寸有關(guān)的幾何量。慣性矩的計算2I z y2dA一、簡單截面圖形的慣性矩1、矩形截面2、圓形及圓環(huán)形戳面二、組合詼面圖形的慣性矩、平行移軸公式作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析：序號第10次課周次7學(xué)時2授課時間2011年10月20日章節(jié)名稱4.彎曲彎曲正應(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)

30、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)。基本教學(xué)內(nèi)容：彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件M maxmaxmaxWz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由于橫截面對中性軸不對稱，分別計算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)力不向，分別計算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：序號第11次課周次7學(xué)時2授課時間2011年10月20日章節(jié)名稱4.彎曲梁彎曲時切應(yīng)力彎曲變形 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)生掌握純彎曲時梁橫截面上的切應(yīng)力概念。

31、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)?；窘虒W(xué)內(nèi)容：* 梁駕曲時的切應(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。彎曲艾形工程中的梁除了要滿足強(qiáng)度條件之外，對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M (x) v EI 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： Wnax?W ； ?max

32、?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、選擇合理的祈面形狀由彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件看，梁橫截面的抗彎截面系數(shù) Wz越大，粱的強(qiáng)度就越高。工字形或槽 形it面最經(jīng)濟(jì)合埋，圓形it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 比矩形和圓形it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：序號第12次課周次8學(xué)時2授課時間2011年10月24日章節(jié)名稱5應(yīng)力狀態(tài)分析、強(qiáng)度理論、組合變形應(yīng)力狀態(tài)的概念平面應(yīng)力狀態(tài)分析三向應(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

33、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)。基本教學(xué)內(nèi)容：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)的所有各個不向截面上應(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)力主平囿：單兀體上切應(yīng)力為零的平囿，主應(yīng)力：王平囿上的正應(yīng)力。單向應(yīng)力狀態(tài)：一點(diǎn)的三個主應(yīng)力中若只有一個主應(yīng)力數(shù)值不為零圖5-3 (a);二向應(yīng)力狀態(tài)：一點(diǎn)的三個主應(yīng)力中若有兩個不為零圖5-3 (b);三向應(yīng)力狀態(tài)：一點(diǎn)的三個主應(yīng)力中若二個都不為零圖5-3 (c)。平面應(yīng)力狀態(tài)分析ox、by分力1J表不作用在x、y軸垂直平面上的止應(yīng)力。

34、切應(yīng)力的第下標(biāo)表小其作用面， 第一個下標(biāo)表小其方向(如 t xy表不作用仕與x軸垂苴的平囿上且與 y軸力向平行的切應(yīng)力)。 根據(jù)切應(yīng)力互等te理，x xy= yx。應(yīng)力的符號規(guī)te同前。一、任意斜截面上的應(yīng)力xyxy. ccos2xv sin 222xyxysin 2xy cos22二、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t a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2 i 2 0i024這說明極值切應(yīng)力所在平面與主平面成45o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

35、應(yīng)力狀態(tài)下單元體最大切應(yīng)力。例：5-2 例：5-3三向應(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)的三個主應(yīng)力為山、6 2、（73?？梢宰C明，過該點(diǎn)所有截面上的最大正應(yīng)力為（T1,最小正應(yīng)力為（7 3,即 二、廣義胡克定律11 123E12 E 21313.312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)教案序號第13次課周次8學(xué)時2授課時間2011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 強(qiáng)度理論簡介組合變形的強(qiáng)度計算教學(xué)目的 與要求1、使學(xué)生掌握四個強(qiáng)度理論。2、使學(xué)生掌握桿件組合變形時的強(qiáng)度計算。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1使學(xué)生掌握四個強(qiáng)度理論。 難點(diǎn)：桿

36、件組合變形時的強(qiáng)度計算。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：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）12 .最大伸長線應(yīng)變理論（第二強(qiáng)度理論）1（ 23）1 23二、塑性屈服理論1 .最大切應(yīng)力理論（第三強(qiáng)度理論）131 32 .畸變能密度理論（第四強(qiáng)度理論）；1（12）2 （23）2 （13）2三、強(qiáng)度理論的統(tǒng)一形式3 rWb b r稱為相當(dāng)應(yīng)力。它由三個主應(yīng)力按一定形式組合而成。例：5-4組合變形的強(qiáng)度計算一、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

37、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：序號第14次課周次9學(xué)時2授課時間2011年11月6日章節(jié)名稱6疲勞交變應(yīng)力的概念疲勞的概念持久極限提高構(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：交艾應(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

38、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、對稱循環(huán)卜構(gòu)件的持久極限提高構(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：序號第15次課周次9學(xué)時2授課時間2011年11月3日章節(jié)名稱7化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)概述容器的結(jié)構(gòu)與分類容器機(jī)械設(shè)計的基本要求容器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計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

39、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)。基本教學(xué)內(nèi)容：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)備按照它們在生產(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)備和儲運(yùn)設(shè)備。二、容器的分類容器通常可按容器的形狀、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。容器機(jī)械設(shè)計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??；又如蒸儲

40、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2尺寸初步確定之后，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度設(shè)計，設(shè)計時應(yīng)滿足：強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性耐久性密封性節(jié)省材料和便于制造方便操作和便于運(yùn)輸容器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計一、標(biāo)準(zhǔn)化意義為便于設(shè)計，有利于成批生產(chǎn)，提高質(zhì)量，便于互換，降低成本，提高勞動生產(chǎn)率，我國各有關(guān)部門對容器的零部件（例如封頭、法蘭、支座、人孔、手孔、視鏡、液面計等）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）也后了相應(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 .

41、公稱壓力化工容器常用金屬材料的基本性能化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)教案、力學(xué)性能構(gòu)件在使用過程中受力超過某一限度時，就會發(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。使用時可查有關(guān)手冊。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

42、2 .抗松弛性3 .應(yīng)變時效敏感性作業(yè)布置：課后自我總結(jié)分析:序號第16次課周次10學(xué)時2授課時間2011年11月7日章節(jié)名稱8內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計基礎(chǔ)回轉(zhuǎn)殼體的幾何特征回轉(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：回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性一、 基本概念1 .回轉(zhuǎn)殼體一一殼體中間向由直線或平囿曲線繞同平囿內(nèi)的固定軸線旋轉(zhuǎn)一周而形成的殼 體。2 .軸對稱一一殼體的幾何形狀、約束條件和

43、所受外力都對稱于回轉(zhuǎn)軸的問題?；と萜骶推湔w而言，通常屬于軸對稱問題。(1)中間面與殼體內(nèi)外表向等距離的曲面。內(nèi)外表面間的法向距離即為殼體厚度。對于薄壁殼體，可以用中間面來表示它的幾何特性。(2)母線一一由平囿曲線 AB繞回轉(zhuǎn)軸 OA旋轉(zhuǎn)一周用成，形成中間向的平囿曲線 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)緯線以過 N點(diǎn)的法線為母線作圓錐面與殼體中|前面正交，得到的

44、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Ri表小。(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。對薄壁殼體，常采用以下兩 點(diǎn)假設(shè)而使問題簡化。1 .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。2 .經(jīng)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

45、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。回轉(zhuǎn)殼體薄膜應(yīng)力分析薄膜應(yīng)力理論的應(yīng)力計算公式1.經(jīng)向應(yīng)力計算公式PR2 m 22.環(huán)向應(yīng)力計算公式一Ri R2二、軸對稱回轉(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:序號第17次課周次10學(xué)時2授課時間2011年11月10日章節(jié)名稱8內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計基礎(chǔ)典型回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析內(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：典型回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析一、受內(nèi)壓的圓筒

46、形殼體對于圓柱殼體，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pR2 pDm 二(8-3)24PR2pD(8-4)2二、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Ri與第二曲率半徑 R2均相同，且等于球殼的平均半徑，即Ri = 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pD m ( 8-5)4pD(8-6)4二、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p ； 42 / 2 , 2、,、mvax (ab )(8-9)2 b-p-、ax (a b ) 242 22(8-10 )2 ba4 x2(a2 b2)四、受內(nèi)壓的錐形殼體錐形殼體的經(jīng)向

47、應(yīng)力與環(huán)問應(yīng)力為pr 1m (8-11)2 cospr(8-12)cos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(Pogx)R(Pogx)D2 .沿頂部邊緣支承的圓筒PoRPoDgxRgxDgHRgHDmax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，有時能導(dǎo)致容器失效，設(shè)計時應(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

48、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，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)力就自動限制。這就是邊緣應(yīng)力的自限性。三、對邊緣應(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

49、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)教案序號第18次課周次11學(xué)時2授課時間2011年11月14日章節(jié)名稱9內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè)計概述內(nèi)壓薄壁圓筒和球冗強(qiáng)度“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。難點(diǎn)：1內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè)計。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：概述在壓力容器的設(shè)計中，一般都是根據(jù)工求先確定其內(nèi)直徑。強(qiáng)度計算的任務(wù)就是根據(jù)給 定的內(nèi)直徑、設(shè)計壓力、設(shè)計溫度以及介質(zhì)腐蝕等條件，設(shè)計出合適的厚度，以

50、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)度計算一、薄壁圓筒強(qiáng)度計算公式1、理論計算強(qiáng)度（計算厚度）2、設(shè)計厚度與名義厚度3、功效厚度4、壓力容器的最小厚度二、薄壁球殼強(qiáng)度計算公式三、設(shè)計參數(shù)的確定1、設(shè)計壓力2、計算壓力3、設(shè)計溫度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：序號第19次課周次11學(xué)時2授課時間2011年11月17日章節(jié)名稱9內(nèi)壓薄壁圓筒和球殼設(shè)計 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

51、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 和后尢滲漏現(xiàn)象，以確保設(shè)備的安全與正常運(yùn)行。對于需要進(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，按卜式確定Pt 1.25p t式中 Pt試驗(yàn)壓力，MPa立式容器臥置作液壓試驗(yàn)時，試驗(yàn)壓力應(yīng)為立置時的試驗(yàn)壓力Pt加液體靜壓力；p設(shè)計壓力，MPa，（T 一試驗(yàn)溫度卜材料的許用應(yīng)力，MPa匯t設(shè)計溫度卜材料的許用應(yīng)力，MPa氣壓試驗(yàn)壓力，按卜式確定Pt 1.15P1二、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緩慢升壓到規(guī)定試 驗(yàn)壓力后，保壓時間一般不小于 30min,然后將壓力降到規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%并保持足夠長時間以對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，注意事項(xiàng)。2 .氣壓試驗(yàn)對不適合作液壓試驗(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)?/p>