化工机械设备复习资料

化工设备机械基础期末复习

题型：

1、判断题

2、解释题

3、填空题

4、简答题

5、计算题

6、论述题

一、重要的定理、原理、准则

1、力的平行四边形法则或三角形法则：作用于同一点的两个力可以合成为一个合力，合力的大小和方向是以这两个力为邻边的平行四边形的对角线矢量，其作用点不变。 也即： 合力等于两分力的矢量和。

2、二力平衡定理：作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充要条件为：等值、反向、共线

3、三力平衡汇交定理：刚体受不平行的三个力作用而平衡时，此三力的作用线必汇交于一点。

叠加原理：几个载荷共同作用的效果，等于各个载荷单独作用效果之和。 叠加原理成立的前提条件：

（1）小变形； （2）材料满足虎克定理。

“效果”——指载荷引起的反力、内力、应力或变形。 “之和”——代数和。 等面积补强法的设计原则

开孔被削弱的有效面积（承受强度的面积） ≤可起补强作用的金属截面积（补强面积）。

等面积补强—— 补强的金属量等于或大于开孔所削弱的金属量。 重要公式 拉压杆的强度条件

根据强度条件，可以解决三类强度计算问题

1、强度校核：

2、设计截面：

3、确定许可载荷：

[]σσ≤=A

S

max

[]σσ≤=A

S

m ax []

σS A ≥[]σA S ≤

挤压强度条件：

剪应力强度条件：

弯曲正应力强度条件：

根据强度条件，同样可以解决三类强度计算问题 圆轴扭转时的强度条件----------- -

圆轴扭转时的刚度条件------------

若[θ ]的单位用 º/m ，则刚度条件式为：

应用扭转的强度和刚度条件同样可以解决校核、设计和确定许用载荷三大类问题 扭转强度条件

扭转刚度条件

虎克定理：

纯弯曲时梁横截面上任一点的正应力与该点到中性轴的距离成正比，距中性轴同一高度上各点的正应力相等。 剪切虎克定律：

[]ττ≤=

A

F S

[]bs bs

bs bs A F

σσ≤=[]σW σz max ≤⎪⎪⎭⎫

⎝⎛=max M []ττ≤=P

T W M max

max

[]米单位为弧度最大单位长度扭转角/, - rad/m

max max θθθ≤=P GI M

][180

θπ

θ≤⨯=p GI M []

ττ

≤=P

W

M

m ax

* 已知M 、D 和[τ]，校核强度 * 已知M 和[τ]， 设计截面

* 已知D 和[τ]，确定许可载荷

]

[180

θπ

θ

≤⨯

=

p

GI

M * 已知M 、D 和[θ ]，校核刚度 * 已知M 和[θ ]，设计截面 * 已知D 和[θ ]， 确定许可载荷

ε

σE =ρσy

E

=dx

d G G G ϕρ

γ

τ

γ

τρ

ρ

===

圆轴扭转时横截面上各点的剪应力变化规律：

圆轴横截面上某一点的剪应力大小与该点到圆心的距离成正比，圆心处为零，圆轴表面最大，在半径为 的同一圆周上各点的剪应力均相等，其方向与半径相垂直。

无力矩理论的两个方程 (薄膜理论)

区域平衡方程式------

微体平衡方程式-------

σm ——经向应力，M Pa —— 环向应力，M Pa

p ——工作压力，M Pa δ —— 壁厚，mm

R1 ——第一曲率半径，mm R2 ——第二曲率半径，mm

适用条件：

1.材料是均匀的，各向同性的：厚度无突变，材料物理性能相同；

2.轴对称——几何轴对称，材料轴对称，载荷轴对称，支撑轴对称；

3.连 续——几何连续，载荷（支撑）分布连续，材料连续。

4.壳体边界力在壳体曲面的切平面内：无横向剪力和弯距作用，自由支撑等；

5. δ/DI ≤0.1 (薄壁容器) 常用强度理论

第一强度理论（最大主应力理论）

强度条件（适用于脆性材料）

第三强度理论（最大剪应力理论）

强度条件

适用于：塑性材料

第四强度理论（能量理论）

强度条件

适用于：塑性材料

第二强度理论（最大变形理论）与实际相差较大，目前很少采用。 压力容器材料都是塑性材料，应采用三、四强度理论， GB150-98

δ

σ22

pR m

=δσσθp

R R m =

+21θ

σ 21δ

σσpD I

==当

][2σδ

σ≤=pD I

当

231δ

σσσpD III

=-=当

][2σδ

σ≤=pD III

当δ

σσσσσσσσσσσ 2.3 2

1])()()[(21212

2212

13232221pD IV =-+=-+-+-=当 ][3.2σδ

σ≤=

pD IV

当