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文檔簡介

1、這是四川大寶2013年整理的注冊暖通基礎(chǔ)考試公式大全,有興趣的同學可以按此格式繼續(xù)將剩余科目的公式整理共享,總結(jié)的過程也是學習的過程。傳熱學第1章 傳熱基本概念1、溫度梯度:,指向溫度升高的方向;2、傅立葉定律:熱流密度3、導熱系數(shù):4、熱擴散系數(shù)(導溫系數(shù)):,表征物體被加熱或冷卻時,物體溫度趨于均勻一致的能力。第2章 穩(wěn)態(tài)導熱2.0 導熱方程與邊界條件1)導熱常微分方程:2)邊界條件:第一類:已知任意時刻物體邊界上的溫度值:;第二類:已知任意時刻物體邊界上的熱流密度:;第三類:已知邊界周圍物體的溫度和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),即;2.1 平壁穩(wěn)態(tài)導熱1)第一類邊界條件:1、溫度分布:;2、熱流密度:;

2、3、熱流量:;4、多層平壁熱流密度:;2)第三類邊界條件:1、熱流密度:;2、多層平壁熱流密度:2.2 圓筒壁穩(wěn)態(tài)導熱1)第一類邊界條件:1、溫度分布:;2、熱流密度:;3、熱流量:;4、多層圓筒熱流密度:;2)第三類邊界條件:1、熱流密度:;2、多層圓筒熱流密度:2.3 臨界熱絕緣直徑單位管長總熱阻:時,有散熱作用;時,有保溫作用;2.4 肋片傳熱1、溫度分布:,2、肋端溫度(過余溫度):;3、肋片表面散熱量:4、肋片效率:等截面直肋散熱影響因素增大表面換熱系數(shù)肋厚肋高肋的導熱系數(shù)5、界面接觸熱阻:第3章 非穩(wěn)態(tài)導熱1、非穩(wěn)態(tài)導熱中的兩個準則傅里葉準則:。當時,過余溫度隨時間線性變化,瞬態(tài)溫

3、度變化進行正常情況階段。畢渥準則:,數(shù)值大小直接影響物體內(nèi)溫度分布情況。當,意味著對流換熱熱阻趨于0,壁表面溫度幾乎從開始立即達到流體溫度;當,意味著物體導熱熱阻趨于0,溫度分布應超于均勻一致。Bi準則越小,內(nèi)部溫度越趨于一致。當Bi0.1時,可近似認為物體溫度是均勻一致的。2、集總參數(shù)法時,可使用集總參數(shù)法時間常數(shù)(弛豫時間)當時,當時,工程上可認定導熱體已達到熱平衡狀態(tài)。3、滲透厚度:第4章 導熱問題數(shù)值解非穩(wěn)態(tài)導熱問題數(shù)值計算溫度-x溫度-時間限制顯式差分格式二階中心差分一階向前差分隱式差分格式二階中心差分一階向后差分無第二、三類邊界條件,采用顯式差分,穩(wěn)定條件為;采用隱式差分則無穩(wěn)定條

4、件。第5章 對流換熱5.0 對流換熱基本理論對流換熱既有對流,又有導熱,不是基本傳熱方式,確定及增強換熱的措施是對流換熱的核心問題。基本公式為牛頓冷卻公式:牛頓冷卻公式:影響對流換熱系數(shù)的因素:流動的起因流動速度流體有無相變換熱面的幾何形狀、大小和位置流體的熱物理性質(zhì)確定對流換熱系數(shù)h函數(shù)關(guān)系式的方法:理論解法:理論解法(分析法)是在所建立的邊界層對流換熱微分方程組的基礎(chǔ)上,通過數(shù)學分析解法、積分近似解法、數(shù)值解法和比擬法求得對流換熱系數(shù)h的表達式。實驗解法:相似原理或量綱分析法,將眾多的影響因素綜合成為數(shù)不多的無量綱準則,通過實驗求得各準則間的函數(shù)關(guān)系,再將函數(shù)關(guān)系推廣到與實驗現(xiàn)象相似的實際

5、現(xiàn)象中去。比擬法:比擬法是指通過研究動量傳遞及熱量傳遞的共性或類似特性,以建立起表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與阻力系數(shù)間相互關(guān)系的方法。數(shù)值法:數(shù)值法是指通過數(shù)值計算的方法求解表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。5.1 邊界層對流傳熱理論流動邊界層:壁面上流體速度為零,到接近流體主流速度的一流體層,厚度為,即流體速度為主流速度的0.99處,即。熱邊界層:過余溫度,壁溫,熱邊界層厚度為??烧J為只有在熱邊界層有溫度變化,熱邊界層以外可視為等溫流動區(qū)。熱邊界層厚度不一定等于流動邊界層厚度。1)外掠平板層流換熱:普朗特數(shù)邊界層厚度:局部摩擦系數(shù):平均摩擦系數(shù):局部換熱系數(shù):準則關(guān)聯(lián)式:平均換熱系數(shù):準則關(guān)聯(lián)式:定性溫度:,定型尺寸為板長、

6、。2)外掠平板紊流換熱:局部摩擦系數(shù):準則關(guān)聯(lián)式:準則關(guān)聯(lián)式:適用范圍:、。定性溫度:,定型尺寸為板長。5.2 對流換熱無量綱準則及意義斯坦頓準則:,反映紊流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和摩擦系數(shù)間關(guān)系,稱雷諾類比律。努謝爾特準則:,數(shù)值大小反映了對流換熱的強弱。雷諾準則:,反映流體流動時慣性力與黏滯力的相對大小,反映流態(tài)對換換的影響。格拉曉夫準則:,反映浮升力與黏滯力的相對大小,流體自由流動狀態(tài)對換熱影響。普朗特準則:,又稱物性準則,反映了流體的動量傳遞和熱量傳遞能力的相對大小。Pr值的大?。阂簯B(tài)金屬 水 0.3,無環(huán)流,可按無限空間計算;兩壁溫差和高度都很小,使Gr2000,則無流動,可按純導熱計算。(2

7、)水平夾層:此時自然對流只發(fā)生在熱面在下的情況。對氣體,Gr1700后出現(xiàn)蜂窩狀分布的環(huán)流;Gr=50000后呈現(xiàn)無序的紊流。(3)傾斜夾層可作為判斷自由流動影響程度的準則,體現(xiàn)了浮升力與慣性力的相對大小。一般,當0.1時,則不能忽略自然對流的影響;當10時,則可按純自然對流處理。第7章 凝結(jié)與沸騰換熱凝結(jié)分為膜狀凝結(jié)和珠狀凝結(jié)。層流膜狀凝結(jié)換熱();紊流膜狀凝結(jié)換熱();7.1 凝結(jié)換熱膜狀凝結(jié):能很好地潤濕壁面。珠狀凝結(jié):傳熱在蒸氣與液珠表面及蒸氣與裸露的冷壁間進行。珠狀比膜狀凝結(jié)的傳熱性能好。對水平管,一般均勻?qū)恿鳡顟B(tài)。對垂直壁,上部為層流,隨膜液向下流動,Re增大,在Re1800后轉(zhuǎn)變

8、為紊流,整個壁面的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)應按加權(quán)平均計算。多根管的水平管束,上排的凝液會流到下排管上,使下排管凝液膜加厚,傳熱效果降低。影響膜狀凝結(jié)換熱因素:蒸氣中含微量不凝氣體,對換熱影響很大;含潤滑油;Re數(shù)低時,表面粗糙使膜增厚,傳熱性能降低。 增強凝結(jié)換熱措施措施:減薄凝液膜厚度,加速排液。1)垂直壁層流膜狀凝結(jié)理論平均傳熱系數(shù):修正平均傳熱系數(shù):凝結(jié)準則:垂直管:;水平管:;凝結(jié)準則為無量綱數(shù)群,也稱為修正準則,其大小反映凝結(jié)換熱的強弱。2)垂直壁層紊流膜狀凝結(jié)3)水平管外壁水平管由于管徑較小,不會出現(xiàn)紊流膜狀凝結(jié),只有層流膜狀凝結(jié)。表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)下一層管比上一層管小。平均傳熱系數(shù):水平管簇

9、冷凝器大多數(shù)由管束組成。一般用Nd代替上式的d。,當時,故橫管傳熱系數(shù)比豎管要大,故冷凝器都設計成臥式。7.2 沸騰換熱飽和沸騰過程:過熱度小,無沸騰,為自然對流換熱;過熱度升高,換熱強烈,稱核態(tài)沸騰;生成氣泡過多,開始覆蓋加熱面形成氣膜,傳熱惡化,氣膜不容易開裂,稱過渡沸騰(或膜態(tài)沸騰),持續(xù)到熱流密度為最小時;形成穩(wěn)定的汽膜層,傳熱回升,稱穩(wěn)定膜態(tài)沸騰。形成氣泡核的基本動力:沸騰溫差氣泡最小半徑:第8章 輻射傳熱8.1 熱輻射基本概念吸收、反射和透射:單色輻射:黑體:;白體;透明體:把波長在0.1100的電磁波稱為熱射線。它在介質(zhì)中的傳播速度等于光速。在真空中可以傳播。凡溫度大于的物體都會

10、發(fā)射熱射線。黑體:全吸收;白體:全反射;透明體:全透射。輻射強度,是指對某給定方向,在垂直于該方向的單位投影面積上,在單位時間、單位立體角內(nèi)所發(fā)射的全波長能量,符號為,單位,也稱定向輻射強度。輻射力,是指物體在單位時間內(nèi)單位表面積向半球空間所發(fā)射的全波長能量,以E表示,W/。黑體的單色輻射力隨溫度升高而增大,隨溫度升高最大單色輻射力向短波方向移動。黑體輻射力,與絕對溫度四次方成正比,。設表面為漫輻射表面,則定向輻射強度與方向無關(guān)。在與法線成角方向的定向輻射力按余弦規(guī)律變化,法向的定向輻射力最大。實際物體的單色輻射力隨波長和溫度的變化是不規(guī)則的。發(fā)射率。實際物體在紅外波段內(nèi)可近似地作為灰體。在熱

11、平衡條件下,物體的定向單色發(fā)射率等于它的定向單色吸收比。如果表面不僅是漫輻射,而且是灰體,則輻射性質(zhì)與方向、波長都無關(guān),發(fā)射率等于吸收比。8.2 普朗克定律黑體單色發(fā)射力維恩位移定律:8.3 斯蒂芬-波爾茲曼定律黑體輻射常數(shù):黑體輻射系數(shù):8.4 蘭貝特余弦定律蘭貝特定律表述1:黑體表面具有漫反射性質(zhì),即:;蘭貝特定律表述2,即余弦定律:漫輻射表面,輻射力是任意方向輻射強度的倍。8.5 基爾霍夫定律實際物體的輻射力與同等溫度下黑體的輻射力之比稱為該物體的發(fā)射率(或黑度)。即灰體是指物體單色輻射能力與同溫度黑體單色輻射力隨波長的變化曲線相似,或單色發(fā)射率不隨波長變化的物體。在熱平衡條件下,表面單

12、色定向發(fā)射率等于它的單色定向吸收率。第9章 輻射換熱計算9.1 角系數(shù):角系數(shù):有兩個表面,編號為1和2,其間充滿透明介質(zhì),則表面1對表面2的角系數(shù)是表面1直接投射到表面2上的能量,占表面1輻射能量的百分比。角系數(shù)應用的限制條件,即漫射面、等溫、物性均勻。角系數(shù)的性質(zhì):1)互換性:;2)完整性:3)分解性:三表面封閉系統(tǒng):無限長表面角系數(shù):9.2 灰體面間的輻射傳熱投入輻射:單位時間內(nèi)投射到單位面積上的總輻射能,記為。有效輻射:單位時間內(nèi)離開單位面積的總輻射能為該表面的有效輻射。包括了自身的發(fā)射輻射和反射輻射。有效輻射:稱為表面A的輻射熱阻,又稱表面熱阻,表面發(fā)射率越大,表面熱阻越小,黑表面表

13、面熱阻為0。組成封閉腔兩灰體表面輻射換熱計算:平行無限大灰體表面輻射換熱計算:空腔與內(nèi)包壁面表面輻射換熱計算:且值較大,上式化簡為:9.3 氣體輻射1)氣體輻射的特點:(1)氣體輻射和吸收具有明顯的選擇性;(2)氣體輻射和吸收在整個容器中進行,強度逐漸減弱。2)氣體吸收定律氣體吸收定律也叫布格爾定律,即:氣體吸收與氣體性質(zhì)、壓力、溫度及射線波長有關(guān)。負號表明輻射強度隨氣體層厚度增加而減弱。單色輻射強度穿過氣體層時按指數(shù)規(guī)律減弱。太陽輻射能99%集中在0.2-3m范圍內(nèi)。通常希望在3m以下太陽輻射的單色吸收比盡量大,3m以上的則盡量小。普通玻璃可透過3m以下射線,3m以上的長波基本不透過,“溫室

14、效應”。3)氣體的發(fā)射率和吸收率氣體的發(fā)射率是表面的輻射特性,吸收率是容積的輻射特性。(1)氣體單色吸收率和發(fā)射率:(2)氣體的吸收率氣體輻射具有選擇性,不能當灰體對待。影響氣體發(fā)射率的因素:氣體溫度;射線平均行程與氣體分壓的乘積;氣體分壓與氣體所處的總壓。第10章 傳熱和換熱器對數(shù)平均溫差:能效:換熱器的實際傳熱量與最大可能的傳熱量之比,反映了換熱器“冷熱流體進口溫度差”的利用率。冷流體:熱流體:傳熱單元數(shù):沸騰和凝結(jié)時,順流、逆流及其他所有流動方式的都相同,為:常見相識準則數(shù)及其物理意義準則名稱表達式物理意義傅立葉準則非穩(wěn)態(tài)過程無量綱時間,表征非穩(wěn)態(tài)過程進行深度。畢渥準則固體內(nèi)部導熱熱阻與

15、界面上換熱熱阻之比,為固體內(nèi)部導熱熱阻。努謝爾特準則表征壁面法向無量綱過余溫度梯度的大小,反映對流換熱的強弱。為流體內(nèi)部導熱熱阻。普朗特準則又稱物性準則,反映流體動量傳遞能力與熱量傳遞能力的相對大小,表現(xiàn)對流物性對換熱影響。雷諾準則表征流體受迫運動時慣性力與粘性力的相對比值,其大小反映了流態(tài)對換熱影響。格拉曉夫準則表征流體自然對流流動時浮升力與粘性力的對比值,其大小反映了自然對流流態(tài)對換熱的影響。凝結(jié)準則無量綱數(shù)群,也稱為修正準則,其大小反映凝結(jié)換熱的強弱。斯坦登準則一種修正數(shù),視為流體實際的換熱熱流密度與流體可傳遞的最大熱流密度之比。J因子無量綱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)摩擦系數(shù)無量綱表面切應力工程流體力

16、學及泵與風機(含流體力學)3.1 流體力學基礎(chǔ)單位質(zhì)量力: 密度值:,牛頓內(nèi)摩擦定律:剪切力:,內(nèi)摩擦力:動力粘度: 液體:T 氣體:T完全氣體狀態(tài)方程:壓縮系數(shù):膨脹系數(shù): 1、描述流體運動的方法:拉格朗日法(以單個質(zhì)點為對象):歐拉法是以流場為研究對象:時變加速度(當?shù)丶铀俣龋簳r間變化引起的加速度;位變加速度(遷移加速度):空間變化引起的加速度;歐拉法(非恒定流):歐拉法(恒定流):2、恒定元流能量方程流線:連續(xù)性方程:流體能量方程(伯努利方程):位置水頭;:壓強水頭;:流速水頭;:測壓管水頭;:總水頭;實際流體能量方程:3、恒定總流能量方程單位重量流體能量方程:動能修正系數(shù):分布較均勻

17、的流動,通常取。氣體能量方程:兩斷面高度相差不大時:比托管測流速:4、恒定總流動量方程: -動量修正系數(shù)水垂直噴射平板受力:3.2 相似原理與因次分析1、相似原理幾何相似長度比尺:面積比尺:體積比尺:運動相似:速度比尺:時間比尺:動力相似:動力相似是運動相似的保證慣性力(I):;粘性力(T):;重力(G):壓力(P):雷諾數(shù):;弗諾得數(shù):歐拉數(shù):3.3 流動阻力和能量損失1、流動阻力與能量損失管路能量損失:;沿程水頭損失:;局部水頭損失:;2、層流與紊流對于圓管:(d:直徑;R:水力半徑)層流:、紊流:、3、均勻流方程壁面切應力:;水力坡度:;4、圓管層流管內(nèi)流速分布:;最大流速:平均流速:;

18、沿程損失:沿程阻力系數(shù):5、圓管紊流粘性切應力(牛頓內(nèi)摩擦定律):;粘性力:;慣性切應力(雷諾力):圓管紊流斷面流速分布是對數(shù)型的。6、沿程阻力的計算沿程阻力系數(shù)的變化:層流區(qū): 臨界過渡區(qū):紊流光滑區(qū):紊流過渡區(qū):紊流粗糙區(qū):7、非圓管的沿程損失水力半徑:圓管:;矩形:當量直徑:8、局部損失突然擴大管:突然縮小管:3.4 管路計算1、管路計算對于液體:管路阻抗:對于氣體:管路阻抗:水泵:輸入水頭:;最大真空高度:。2、管路串、并聯(lián)計算串聯(lián):流量:阻抗:并聯(lián):阻抗:;流量:;3、孔口管嘴管道流動1)孔口流:出口流速:;流速系數(shù):(收縮斷面處);收縮系數(shù):流量系數(shù):2)管嘴流:出口流速:;流速系

19、數(shù):;收縮系數(shù):流量系數(shù):管嘴正常出流條件:結(jié)論:,4、明渠恒定流緩流:障礙物的影響能向上游傳播的明渠流動形態(tài);急流:障礙物的影響不能向上游傳播的明渠流動形態(tài)。1)梯形斷面水力要素:水面寬:;過水斷面積:;濕周:;水力半徑:2)圓斷面水力要素:充滿角:;過水斷面積:;濕周:;水力半徑:3)明渠均勻流的發(fā)生條件:恒定流,流量沿程不變;長直渠道;順坡,坡度沿程不變;粗糙系數(shù)n沿程不變;沿程無局部干擾。明渠均勻流水力特征:沿程過流斷面的水深、流量、斷面平均流速、過流斷面平均流速均不變;渠底坡度與水利坡度相等,即J=i。4)謝才公式謝才公式:曼寧公式:,n(粗糙系數(shù))流量:對于圓斷面:時有時有5)滲流

20、孔隙率:滲流流速:,滲流重要特點:;達西定律(滲流線性定律):,-滲流系數(shù)適用于的滲流6)潛水井(完全井)流量:;影響半徑:,7)集水廊單側(cè)單位寬度上的滲流量:總流量:3.5 特定流動分析無旋流動:流場中各點旋轉(zhuǎn)角速度等于零的運動,即流體微團不繞自身軸旋轉(zhuǎn)。只有內(nèi)部不存在摩擦力的理想流體場才可能存在無旋流動。無旋流動的前提:速度勢函數(shù):全微分展開:拉普拉斯方程:對于不可壓縮的流體的平面流動,存在流函數(shù),與速度分量存在以下關(guān)系:不可壓縮流體平面無旋流動的流函數(shù),滿足拉普拉斯方程,也是調(diào)和函數(shù)。滿足拉普拉斯方程的函數(shù)稱為調(diào)和函數(shù)。不可壓縮流體勢流的速度函數(shù),是坐標x、y、z的調(diào)和函數(shù)。而拉普拉斯方

21、程本身,就是不可壓縮流體無旋流動的連續(xù)性方程。無旋和有勢互為充分必要條件。一切不可壓縮流體的平面流動,無論是有旋流動還是無旋流動都存在流函數(shù),但只有無旋流動才存在勢函數(shù)。平面勢流的流函數(shù)和勢函數(shù)互為共軛函數(shù)。流函數(shù)等值線(即流線)和勢函數(shù)等值線(簡稱等勢線)正交。3.6 氣體動力學基礎(chǔ)聲速:絕熱指數(shù):(i-分子自由度,空氣i=1.4)氣體常數(shù):(n-分子量,空氣n=29)馬赫數(shù):斷面A與氣流速度v的關(guān)系:,故增速則壓降,降速則壓升噴管和擴壓管流速變化與截面變化的關(guān)系:3.7 泵與風機1、泵與風機的性能曲線:流量-揚程:;流量-軸功率:;流量-設備本身效率:;2、泵與風機流動損失:流動水力損失(

22、降低實際壓力);容積損失(減少流量);機械損失。全效率=容積效率水力效率機械效率泵的揚程:電機功率:3、管路性能曲線及工作點Q-H曲線:平坦型:流量變化小,能頭變化大;陡降型:流量變化大,能頭變化?。获劮逍停河蟹€(wěn)定工作點和不穩(wěn)定工作點。兩性能曲線在某交點的斜率,則為穩(wěn)定工作點。流體動力特性:;閉合管路中運行時:4、改變管路性能曲線的方法:壓出管上閥門節(jié)流;吸入管上閥門節(jié)流(水泵不用該方法)。5、改變泵與風機性能曲線的調(diào)節(jié)方法:改變風機與泵的轉(zhuǎn)速;流量:;揚程:;功率:改變風機進口導流閥的葉片角度;切削泵葉輪外徑及改變風機葉片寬度及角度。6、葉形對性能的影響向前葉形的泵和風機總的揚程較大,但能量

23、損失也大,效率較低、離心式泵和大型風機,為提高效率,均采用向后型葉形。就中小型風機而論,效率不是主要考慮因素,也可采用向前型葉形的,向前型葉形的設備可以將外形尺寸做的較小。7、氣蝕的原因幾何安裝高度過高;泵安裝地點海拔高,大氣壓低;輸送液體溫度過高。吸入口壓強水頭(吸入口真空高度):開始氣蝕的臨界吸入口真空度,廠家試驗所得:允許吸入口真空度,標準大氣壓、20試驗得;:允許水泵安裝高度;實際安裝高度:修正:-當?shù)卮髿鈮簤簭娝^(m);-與水溫相對應的氣化壓強水頭(m)。必須氣蝕余量:泵允許安裝高度:理論力學第1章 靜力學1、力對點的矩:方向:逆時針轉(zhuǎn)為正,反之為負。2、力對軸的矩:方向:按右手螺

24、旋法則定。3、力偶:方向:逆時針轉(zhuǎn)為正,反之為負。4、零桿判斷方法:兩桿節(jié)點上無外力作用,且兩桿不在一直線上,兩桿都是零桿;三桿節(jié)點上無外力作用,其中兩桿在同一直線上,另一桿是零桿;兩桿不在同一直線上,若在1桿的反向加上力F,則2桿是零桿。5、摩擦自鎖條件:第2章 運動學1、剛體定軸轉(zhuǎn)動公式:轉(zhuǎn)動方程:角速度:角加速度:速度:加速度:,第3章 動力學1、力學基本定律:第一定律(慣性定律);第二定律(力與加速度的關(guān)系定律):第三定律(作用與反作用定律)。2、動量質(zhì)點的動量:,矢量;質(zhì)點系的動量:,動量主矢;剛體系統(tǒng)的動量:3、沖量:衡量力在某段時間內(nèi)積累的作用。4、動量定理:質(zhì)點:;質(zhì)系:;質(zhì)心

25、運動定律:5、動量矩:質(zhì)點對固定點O的動量矩:;方向:右手法則確定,單位質(zhì)點系對固定點O的動量矩:;剛體動量矩:平動剛體: 平面運動:轉(zhuǎn)動慣量平移公式:6、簡單形體轉(zhuǎn)動慣量:簡單形體轉(zhuǎn)動慣量物體形狀轉(zhuǎn)動慣量回轉(zhuǎn)半徑細直桿細圓環(huán)薄圓盤7、動量矩定理:質(zhì)點:;質(zhì)點系: ;定軸轉(zhuǎn)動:;平面運動:8、動能定理:常力做功: 重力做功:彈力做功:力偶做功:9、動能:平動剛體:轉(zhuǎn)動剛體:平面運動剛體:材料力學5.1 軸向拉伸與壓縮1、橫截面上的應力及強度條件拉壓正應力:拉壓強度條件:強度條件的作用:強度校核:;選擇截面尺寸:選用許用載荷:2、斜截面上的應力總應力:3、拉壓變形及胡克定律胡克定律:絕對伸長量:

26、 :桿的拉伸剛度縱向線應變:橫向線應變:泊松比(橫向變形系數(shù)):4、材料拉伸、壓縮時的力學性能1)低碳鋼拉伸、壓縮時的力學性能彈性階段:彈性極限;比例極限屈服階段:屈服極限強化階段:局部變形階段:“頸縮”現(xiàn)象2)鑄鐵拉伸、壓縮時的力學性能強度極限,壓縮的強度極限是拉伸時的倍。3)截面的收縮率和伸長率伸長率:; :脆性材料; :塑性材料;收縮率:4)極限應力及許用應力塑性材料極限應力:;脆性材料極限應力:;許用應力:,-安全系數(shù)。5.2 剪切1、剪切強度計算切應力:剪切強度條件: :塑性材料 :脆性材料2、擠壓強度計算名義擠壓應力:塑性材料:脆性材料擠壓強度條件:5.3 圓軸扭轉(zhuǎn)1)圓軸扭轉(zhuǎn)基本

27、知識外力偶:扭矩正負號規(guī)定:以右手螺旋法則表示扭矩矢量方向,若該矢量方向與截面外向法線方向一致時為正,反之為負。切應力互等定律:,同時指向或背離兩截面交線剪切胡克定律:剪切變形切變彈性模量:圓截面扭轉(zhuǎn)切應力:最大切應力:圓和圓環(huán)的極慣性矩和抗扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)截面極慣性矩抗扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)圓圓環(huán)圓軸扭轉(zhuǎn)強度條件:2)圓軸的扭轉(zhuǎn)變形與剛度條件圓軸的扭轉(zhuǎn)變形單位長度扭轉(zhuǎn)角:圓軸的扭轉(zhuǎn)變形扭轉(zhuǎn)角:-抗扭轉(zhuǎn)剛度圓軸扭轉(zhuǎn)剛度條件:5.4 截面的幾何性質(zhì)1)靜距與形心靜矩截面形心位置計算公式:2)慣性矩(二次矩)及慣性積慣性矩:慣性半徑:極慣性矩:慣性積:常用截面慣性矩及抗彎截面系數(shù)3)組合截面的二次矩與平行移軸公

28、式5.5 彎曲內(nèi)力1)分布荷載集度、剪力、彎矩之間的微分關(guān)系:,載荷q剪力F彎矩M零平斜平斜拋5.6 彎曲應力1)彎曲正應力中性層曲率與彎矩關(guān)系:彎曲剛度彎曲正壓力公式:彎曲切應力公式:彎曲強度條件:抗彎截面系數(shù):2)正應力強度條件塑性材料抗拉壓能力相同,彎曲正壓力強度條件為:脆性材料許用拉應力小于許用壓應力,則按拉伸與壓縮分別進行強度計算。,強度校核:設計界面尺寸:確定許用載荷:3)切應力強度條件等截面直梁,切應力強度條件:切應力分布沿截面高度呈拋物線分布。矩形梁:圓形梁:圓環(huán)梁:工字梁:4)粱的合理截面使越大越好,截面積分布離中性軸較遠;5)降低彎曲強度的措施:降低:合理安排支座、合理分布

29、載荷;增大:合理設計截面、合理放置截面。5.7 應力狀態(tài)與強度理論1)任意斜截面上的應力正應力:切應力:正應力以拉應力為正,切應力以使單元體順時針方向旋轉(zhuǎn)為正,方位角以x軸為始邊、逆時針轉(zhuǎn)向為正。2)平面應力分析應力圓法3)主應力和最大切應力平面應力狀態(tài)的三個主應力主方向:、按代數(shù)值大小排列分別表示、,最大剪切力:2)切應力3)四個常用的強度理論:材料在復雜應力狀態(tài)下關(guān)于強度失效原因的理論(1)第一強度理論(最大拉應力理論)(勻質(zhì)脆性材料)(2)第二強度理論(最大拉應變理論)(一般不用)(3)第三強度理論(最大切應力理論)(塑性材料屈服現(xiàn)象)(4)第四強度理論(形狀改變能密度理論)(5)相當應

30、力(6)適用范圍塑性材料用三、四理論,理論四比理論三經(jīng)濟,塑性材料三向拉應力時發(fā)生脆斷采用第一理論;脆性材料受二向或三向拉應力時采用第一理論,鑄鐵受三向壓縮,有流動現(xiàn)象,用第三、四理論。(7)強度理論用于二向應力狀態(tài)()5.8 組合變形1)拉壓-彎組合2)彎-扭組合 5.9 壓桿穩(wěn)定1)臨界載荷歐拉公式:支承情況鉸-鉸固-鉸固-自由固-固固-固橫可移10.720.512)臨界應力,慣性半徑:柔度:3)臨界應力總圖臨界應力:極限柔度:短粗桿:;中長桿:;細長桿:4)壓桿穩(wěn)定校核工作穩(wěn)定安全系數(shù):規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù)折減系數(shù),小于1工程經(jīng)濟9.1 資金的時間價值單利法:復利法:實際利率: :名義利率

31、(通常為名義年利率)一次支付終值公式:;一次支付現(xiàn)公式:等額序列終值公式:;等額序列償債基金公式:;等額序列現(xiàn)值公式:;等額序列資本回收公式:;物理學第一章 熱學1、 普適氣體常量 氣體常量 波爾茲曼常數(shù)2、 :平均平動動能3、分子平均動能: -分子自由度分子自由度i原子數(shù)平動自由度轉(zhuǎn)動自由度總自由度1303232533364、1mol理想氣體內(nèi)能:,Mkg理想氣體內(nèi)能:5、最可幾速率:平均速率: 方均機速率:6、分子平均碰撞頻率:分子平均自由程:7、內(nèi)能:8、熱力學第一定律:9、等容過程:等壓過程:等溫過程:絕熱過程:,10、定容比熱:定壓比熱:比熱容:10、熱機效率:卡諾效率:制冷效率: 制熱效率: 第二章 波動學1、一維間諧波表達式振動方程:波動方程:

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