【文章內(nèi)容簡介】 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。一、簡單截面圖形的慣性矩矩形截面圓形及圓環(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次課周次學(xué)時(shí)授課時(shí)間2011年10月20日章節(jié)名稱教學(xué)目的與要求使學(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：例題48工字鋼的抗彎截面系數(shù)查國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7061988例題49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次課周次學(xué)時(shí)授課時(shí)間2011年10月20日章節(jié)名稱教學(xué)目的與要求使學(xué)生掌握純彎曲時(shí)梁橫截面上的切應(yīng)力概念。使學(xué)生掌握梁的彎曲變形。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——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：wmax163。[w]；qmax163。[q]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。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)Wz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次課周次學(xué)時(shí)授課時(shí)間2011年10月24日章節(jié)名稱應(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：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53（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53（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53（c）］。平面應(yīng)力狀態(tài)分析σx、σy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τxy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，τxy=τyx。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τα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45186。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：52例：53三向應(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σσσ3?？梢宰C明，過該點(diǎn)所有截面上的最大正應(yīng)力為σ1，最小正應(yīng)力為σ3，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次課周次學(xué)時(shí)授課時(shí)間2011年10月27日章節(jié)名稱應(yīng)力狀態(tài)分析、強(qiáng)度理論、組合變形強(qiáng)度理論簡介教學(xué)目的與要求使學(xué)生掌握四個(gè)強(qiáng)度理論。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：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）（第二強(qiáng)度理論）二、塑性屈服理論（第三強(qiáng)度理論）（第四強(qiáng)度理論）三、強(qiáng)度理論的統(tǒng)一形式σr≤[σ]σr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：54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：55三、彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合例：57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次課周次學(xué)時(shí)授課時(shí)間2011年11月6日章節(jié)名稱疲勞持久極限提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施教學(xué)目的與要求使學(xué)生交變應(yīng)力、疲勞、持久極限等概念及工程現(xiàn)象使學(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：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：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)件的持久極限提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施減緩應(yīng)力集中降低表面粗糙度增加表面強(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次課周次學(xué)時(shí)授課時(shí)間2011年11月3日章節(jié)名稱化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)概述容器的結(jié)構(gòu)與分類容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求容器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)化工容器常用金屬材料的基本性能教學(xué)目的與要求使學(xué)生掌握容器的結(jié)構(gòu)與分類使學(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：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?？砂慈萜鞯男螤睢⑷萜骱穸取⒊袎盒再|(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)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)）。強(qiáng)度塑性韌性硬度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次課周次學(xué)時(shí)授課時(shí)間2011年11月7日章節(jié)名稱內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)回轉(zhuǎn)殼體的幾何特征教學(xué)目的與要求使學(xué)生掌握內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計(jì)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)。基本教學(xué)內(nèi)容：回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性一、基本概念——?dú)んw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?！?dú)んw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。化工容器就其整體而言，通常屬于軸對(duì)稱問題。（1）中間面——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——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——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——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間面正交，得到的交線（6）第一曲率半徑——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——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。——?dú)んw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。——?dú)んw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?；剞D(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次課周次學(xué)時(shí)授課時(shí)間2011年11月10日章節(jié)名稱內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)典型回轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析教學(xué)目的與要求使學(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（83）（84）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（85）（86）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（89）（810）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（811）（812）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)