《過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)》1.1物體的受力分析及其平衡條件;1.2直桿的拉伸和壓縮20

1過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)及課程設(shè)計一、理論教學(xué)環(huán)節(jié)（32學(xué)時）

1.課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)2.參考教材：過程裝備基礎(chǔ)3.主要內(nèi)容：工程力學(xué)、設(shè)備材料、容器設(shè)計、塔設(shè)計、管殼式換熱器設(shè)計、攪拌反應(yīng)釜設(shè)計二、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)（1周學(xué)時）1.課程名稱：過程設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計;2.參考教材：相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等;3.課設(shè)題目：塔設(shè)計、管殼式換熱器設(shè)計、攪拌反應(yīng)釜設(shè)計.第一章工程力學(xué)生產(chǎn)中使用的任何機器或設(shè)備的構(gòu)件，應(yīng)該滿足適用、安全和經(jīng)濟三個基本要求。在安全方面，設(shè)計時必須滿足以下三方面要求：１.足夠的強度，保證在外力作用下不致破壞；

２.足夠的剛度，保證在外力作用下不發(fā)生過大變形;

３.足夠的穩(wěn)定性，保證構(gòu)件在外力作用下不致突然失去原來的形狀。

工程力學(xué)就是研究構(gòu)件在外力作用下變形和破壞的規(guī)律，為設(shè)計構(gòu)件時選擇適當(dāng)材料和尺寸，以保證能夠達到以上3方面要求。本章內(nèi)容主要為：

1.研究構(gòu)件受力的情況，進行受力大小的計算；

2.研究材料的機械性能和構(gòu)件受力變形與破壞的規(guī)律，進行構(gòu)件強度、剛度和穩(wěn)定性的計算。2第一節(jié)物體的受力分析及其平衡條件1.力的概念和基本性質(zhì)2.力矩力偶3.物體的與受力分析及受力圖4.平面力系的平衡方程式3第二節(jié)直桿的拉伸和壓縮一、對變形固體作的三個假設(shè)

連續(xù)性假設(shè)、均勻性假設(shè)、各向同性假設(shè)456二、桿件基本變形1、拉伸、壓縮2、彎曲3、剪切4、扭轉(zhuǎn)5、拉伸與壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲組合7（一）工程實例8（二）拉伸和壓縮時橫截面上的內(nèi)力、應(yīng)力1、附加內(nèi)力：簡稱內(nèi)力2、截面法（注：軸力規(guī)定拉為正，壓為負(fù)）3、正應(yīng)力σ9（三）應(yīng)力集中在截面突變處應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。10（四）應(yīng)變的概念1.線應(yīng)變或應(yīng)變：2.γ為剪應(yīng)變或角應(yīng)變，弧度:

(剪應(yīng)變γ由剪應(yīng)力τ決定)

（線應(yīng)變ε由正應(yīng)力σ決定）11三、拉伸和壓縮時材料的機械性質(zhì)（一）拉伸和壓縮試驗室溫、靜載（緩慢加載）、小變形等條件.金屬標(biāo)準(zhǔn)試件：圓截面長試件標(biāo)距L=10d；短試件L=5d，d=10mm。12（二）低碳鋼的拉伸實驗及其力學(xué)性能1、彈性變形階段（虎克定律）(E彈性模量，低碳鋼(2.0-2.1)×105MPa,EA抗拉剛度)2、屈服階段、屈服極限σS

3、強化階段、強度極限σb

4、頸縮階段（局部變形階段）13（1）延伸率：

（δ≥5%為塑性材料；δ<5%為脆性材料。低碳鋼：20-30%，鑄鐵：1%）`

（2）截面收縮率ψ

：（低碳鋼：60%）14反映材料力學(xué)性能的主要指標(biāo)：強度性能：抵抗破壞的能力，用σs和σb表示.彈性性能：抵抗彈性變形的能力，用E表示.塑性性能：塑性變形的能力，用延伸率δ和截面收縮率ψ表示.低碳鋼壓縮的應(yīng)力-應(yīng)變圖15（三）鑄鐵拉伸\壓縮的應(yīng)力-應(yīng)變圖16塑性材料和脆性材料機械性能的主要區(qū)別

1.塑性材料在斷裂時有明顯的塑性變形；脆性材料在斷裂時變形很小。2.塑性材料在拉伸和壓縮時的彈性極限、屈服極限和彈性模量都相同，抗拉和抗壓強度相同；

脆性材料的抗壓強度遠高于抗拉強度。1718（四）溫度對材料力學(xué)性能的影響1、高溫的影響（1）高溫對短期靜載試驗的影響19（2）高溫對長期加載的影響

碳鋼超過200，外力不變，但變形隨時間的延續(xù)而不斷增長，不可恢復(fù)。

蠕變條件：高溫和應(yīng)力2、低溫的影響

低碳鋼的彈性極限和屈服極限有所提高，但延伸率降低，變脆。四、拉伸和壓縮的強度條件（一）極限應(yīng)力、許用應(yīng)力和安全系數(shù)

1）極限應(yīng)力σ0，許用應(yīng)力[σ]：（安全系數(shù)n，其值恒大于1。ns=1.5～2.0