圆筒型强度计算共44页

强度计算公式：
My
I
max

M max I
ymax

M max I

M max WZ
ymax
强度条件：
max
Mmax WZ


I Z y 2 d A A
WZ

I y m ax
近似绕曲线方程的推导：
任意截面的曲率：
1 M (x)
E I Z
由微积分学推导，曲线y＝f(x)上任一点的曲率为：
《化工设备机械基础》
2019年期末复习纲要
• 与化工相关非机械类专业的选修课程； • 主要化工设备的机械知识和化工设备设计的专
业知识。 化工材料基础知识：2.3节，第7章
• 内容 静力学与材料力学：第1-6章，
压力容器：第14-16章 • 内容2：动力学，第8-13章，（第18章）
第一部分：化工材料
涉及：材料机械性能表征指标、测试方法、典型化工材料 与材料热处理
1. 材料与物料区别，本课程中所指的材料主要是 用于工程结构、承受机械力的材料。
2. 承载能力（承受载荷）：
强度：抵抗断裂的能力； 刚度：提抗变形能力（往往指弹性变性） 稳定性：大变形，结构形状发生明显变化。 在材料力学部分和化工容器这两大部分哪些章节
碳钢热处理技术的基础 热处理温度升温范围与铁碳合金状态图中的位置
碳钢常用的热处理： 常见碳钢的分类、牌号、品种与应用场合； 不锈钢的定义、腐蚀机理； 常见合金钢的分类、牌号、品种与应用场合；
第二部分：静力学、材料力学
1. 力的效应：
外效应：求外力，通过约束分类简化求外力； 内效应：外力作用造成材料内部有相互作用力，内 效应是材料破坏的直接原因； 根据外效应的形式，分成4种基本变形，来求材料 的内效应。 求解内效应的方法：
材料在外力作用下的变形的平面假设与材料试验的 关系
第一部分：续
2. 化工材料
化工行业的特点 化工设备的材料要有哪些特点 化工设备设计与工艺设计的联系体现在哪些方面； 化工设备的机械设计与工程制图的关系：结构设
计与机械设计 化工设备材料的选材应该注意的问题和选材基本
原则；
化工材料的分类：
截面法：延续静力学的平衡概念，内力转化为外力，来求 解某个截面的内力 考虑内力在截面上分布的必要性：应力、正应力、剪应力 为求解内力沿着不同截面位置的变化情况，提出内力图、 内力图的画法，最大内力截面
2.wenku.baidu.com总体思路：
工程问题→归结为力学模型→求外力（支座反力） →内力图与最大内力（内力图）→数学模型（强度 条件公式、刚度条件公式）→三类问题→使用限制 说明
剪应力计算公式：
Q A
剪应力，MPa
横截面上的内力：剪力，N 横截面的面积，m2
剪切强度条件 ：
Q [ ]
A
许用剪应力，MPa
塑性材料：[]0.6~0.8[] 脆性材料：[]0.8~1.0[]
图2-13
高温、静载、短时间对材料的影响：力学性能与温 度的关系
高温、静载、长时间对材料的影响
构件的变形没有受到限制：蠕变，结果是外力不变，变形 随时间增大；
构件的变形受到限制：应力松弛，结果是构件没有变形， 但能承受的外力逐渐减小
蠕变、应力松弛的影响：泄漏，断裂
虎克定律与材料力学实验的关系
d2y
1
(x)

dx2
3
1
(
dy)2 dx

2


d2y dx2
取正
得到绕曲线近似方程：
d2y dx2
M(x) EIZ
M(x) EIZ
取负
平面弯曲量的刚度条件：
y max y max
第二部分：续
6. 剪切：
涉及剪切强度和挤压问题； 焊缝的剪切强度计算；
讲述这些指标？ 计算公式如何？和解题思路
第一部分：续
1. 材料力学性能测试：
标准试样：拉伸试样2种 （圆截面，矩形截面）， 压缩试验1种
测试方法：试样在试验机上夹紧，缓慢加载加载， 记录载荷、变形
拉伸曲线，应力-应变曲线：4个阶段，如何从应力应变曲线上求得材料性能指标，最多有几个，2类 力学性能指标 中各有几个指标
铸铁：离心泵、压缩机等用材； 碳钢：结构钢，普通碳钢，优质碳钢，压力容器专用的
优质碳钢，常用的钢材牌号 合金钢：不锈钢，耐酸钢，合金元素与防腐机制 非金属材料
晶格类型与钢材性能：
• 三种晶胞/晶格特点； • 结晶过程：成核、成长、结晶完成与晶界的形成 • 化学中的结晶，重结晶、同素异构转变 • 纯铁的同素异构转变温度 • 钢（铁与碳）的同素异构转变
第一部分：续
影响结晶过程因素：冷却速度、碳含量、合金元素含量、杂 质含量；
碳钢的常见的4种结晶组织、性能；
碳的状态：化合、固溶 4种组织的含碳量 4种组织在铁碳合金状态中的位置：温度与含碳量
铁碳合金状态图：
绘制机理：平衡相图，横坐标为含碳量，纵坐标为为温度， 不同区域和线条表示不同相和结晶与再结晶曲线温度
3. 静力学
约束、研究对象、分离体、受力图（解除约束与加 上约束反力的关系）、平衡方程
平面汇交力学：只能求解2个未知数 平面一般问题：能求解3个未知数 力矩与力偶问题
第二部分：续
4. 杆的拉伸与压缩：
强度和刚度的计算公式； 三类问题概念和解决方法； 拉伸与压缩的虎克定律；
强度条件：
N
塑性材料与脆性材料概念 材料的基本性能：常温、静载
四种典型的拉伸压缩试验：
典型塑性材料，拉伸 典型塑性材料压缩 非典型塑性材料的拉伸 脆性材料拉伸 脆性材料压缩
典型塑性材料的拉伸与压缩比较 典型塑性材料拉伸与典型脆性材料压缩比较 非典型塑性材料的屈服极限问题
A
刚度条件：
l l
胡克定律： E
杆件变形计算公式：
N E l
A
l
l N l EA
第二部分：续
5. 平面弯曲：
平面弯曲构成； 梁的形式和载荷分类； 受常见载荷的常见梁的内力的求法和内力图； 梁的中心线、截面、横截面、中性层、中性面、纯 弯曲； 内力方向的规定； 强度计算公式和刚度计算公式； 圆形截面、矩形截面和型钢的截面的惯性距； 梁弯曲三类问题、求解的公式变形与解题思路；