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第1章 静力学基础 1

1.1静力学的基本概念 1

1.2静力学公理 3

1.3约束与约束反力 5

1.3.1基本概念 5

1.3.2约束类型 5

1.4受力分析和受力图 7

本章小结 8

习题 9

第2章 平面力系 11

2.1平面汇交力系的合成 12

2.1.1平面汇交力系 12

2.1.2平面汇交力系的合成方法 12

2.2平面汇交力系的平衡条件 14

2.2.1平面汇交力系平衡的几何条件 14

2.2.2平面汇交力系平衡的解析条件 14

2.3力矩与力偶 16

2.3.1力矩 16

2.3.2力偶与力偶矩 16

2.4平面一般力系及其简化 18

2.4.1力的平移定理 18

2.4.2平面一般力系的简化 18

2.4.3固定端约束 19

2.5平面一般力系的平衡条件和平衡方程 20

本章小结 22

习题 23

第3章 直杆的拉伸与压缩 27

3.1构件变形的基本形式 28

3.2直杆拉伸与压缩的力与变形 28

3.2.1工程实例 28

3.2.2直杆拉伸与压缩时横截面上的内力 29

3.2.3直杆拉伸与压缩时横截面上的应力 30

3.2.4直杆拉伸与压缩时的变形 32

3.3材料拉伸与压缩的力学性能 34

3.3.1拉伸试验及材料的力学性能 34

3.3.2材料压缩时的力学性能 36

3.4直杆拉伸与压缩时的强度 37

3.4.1许用应力与安全系数 37

3.4.2直杆拉伸与压缩时的强度条件 38

3.5热应力 40

本章小结 41

习题 42

第4章 剪切及扭转 44

4.1剪切与挤压 44

4.1.1剪切变形 44

4.1.2剪切及其强度计算 45

4.1.3剪切胡克定律 46

4.1.4挤压及其强度计算 46

4.2圆轴扭转时的外力和内力 48

4.2.1扭转实例 48

4.2.2外力偶矩 48

4.2.3扭转时的内力——扭矩 48

4.3圆轴扭转时的应力 51

4.4圆轴扭转时的强度计算和刚度计算 52

4.4.1强度计算 52

4.4.2圆轴的变形及刚度计算 53

本章小结 54

习题 55

第5章 梁的弯曲 57

5.1梁的弯曲实例与梁的类型 57

5.1.1梁的弯曲变形实例 57

5.1.2受弯杆件受力及变形的特点 58

5.1.3梁的分类及梁上的载荷 58

5.2梁弯曲时的内力 59

5.2.1横截面内的内力 60

5.2.2剪力与弯矩的求取 60

5.2.3剪力图和弯矩图 61

5.3梁弯曲时的正应力 64

5.3.1实验观察和假设推论 64

5.3.2弯曲正应力计算公式 65

5.3.3轴惯性矩和抗弯截面模量的计算 67

5.4梁的强度计算 68

5.5提高梁强度的措施 70

5.5.1梁的合理截面形状 70

5.5.2梁的合理工作位置 71

5.5.3梁的合理支座位置 71

5.6梁的变形 72

5.6.1梁的挠度和转角 72

5.6.2梁的挠度和转角的求取 72

5.6.3梁的刚度校核及提高梁弯曲刚度的措施 74

本章小结 75

习题 76

第6章 复杂应力状态与强度理论 79

6.1应力状态的概念 79

6.1.1直杆受轴向拉伸或压缩载荷时斜截面上的应力 80

6.1.2一点的应力状态与单元体 81

6.1.3主平面与主应力 81

6.1.4应力状态分类 82

6.2二向应力状态分析 83

6.2.1二向应力状态下斜截面上应力的计算 83

6.2.2二向应力状态下主应力和最大剪应力的计算 83

6.3三向应力状态与广义胡克定律 84

6.3.1三向应力状态下的应力计算 84

6.3.2广义胡克定律 85

6.4强度理论 85

6.4.1强度理论的概念 85

6.4.2常用强度理论 86

6.5组合变形时的强度计算 87

6.5.1组合变形实例 87

6.5.2弯曲与拉伸（压缩）的组合变形 88

6.5.3弯曲与扭转的组合变形 91

本章小结 93

习题 94

第7章 带传动及链传动 97

7.1带传动类型、特性和应用 97

7.1.1带传动的组成和传动原理 98

7.1.2带传动的特点和设计参数 98

7.1.3带传动的应用 99

7.1.4 V带及带轮的结构 99

7.1.5带传动的使用和维护 101

7.2带传动的工作特性 102

7.2.1带传动的受力 102

7.2.2带的弹性滑动 103

7.3 V带传动的设计 104

7.4链传动简介 104

7.4.1链传动的基本构成和几何参数 104

7.4.2滚子链条和链轮的结构 105

本章小结 106

习题 106

第8章 齿轮传动 108

8.1概述 109

8.1.1齿轮传动的分类 109

8.1.2齿轮传动的特点 110

8.2齿轮传动基本定律与渐开线齿廓 110

8.2.1齿廓啮合基本定律 110

8.2.2渐开线及渐开线齿廓 111

8.2.3渐开线齿轮的啮合特点 112

8.3标准直齿圆柱齿轮各部分名称与尺寸 113

8.3.1齿轮各部分的名称 113

8.3.2标准直齿圆柱齿轮基本参数与几何尺寸 114

8.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动特性 115

8.4.1渐开线齿轮正确啮合的条件 115

8.4.2渐开线齿轮连续转动的条件 116

8.4.3渐开线齿轮转动的中心距 117

8.5齿轮的失效形式与齿轮材料 117

8.5.1齿轮的失效形式 117

8.5.2设计准则 118

8.5.3齿轮的材料 118

8.6其他齿轮传动简介 119

8.6.1平行轴斜齿圆柱齿轮传动 119

8.6.2直齿锥齿轮传动 120

8.6.3蜗杆传动 120

本章小结 121

习题 122

第9章 轴、轴承和联轴器 123

9.1轴 124

9.1.1轴的分类 124

9.1.2轴的材料 125

9.1.3轴的结构设计 125

9.1.4轴的强度校核 127

9.2轴承 127

9.2.1轴承的功用和分类 127

9.2.2滑动轴承 128

9.2.3滚动轴承 130

9.3联轴器 133

9.3.1联轴器的类型 133

9.3.2联轴器的选择 136

本章小结 136

习题 137

第10章 过程装备材料 138

10.1材料的性能 139

10.1.1力学性能 139

10.1.2物理性能 139

10.1.3化学性能 140

10.1.4加工工艺性能 140

10.2碳钢和铸铁 140

10.2.1碳钢 140

10.2.2铸铁 144

10.3低合金钢与合金钢 145

10.3.1合金元素对钢材性能的影响 145

10.3.2低合金钢、合金钢的分类与牌号 146

10.3.3普通低合金结构钢 147

10.3.4不锈钢 148

10.4有色金属 150

10.4.1铝及铝合金 150

10.4.2铜及铜合金 151

10.4.3钛及钛合金 152

10.5非金属材料 152

10.5.1无机非金属材料 152

10.5.2有机非金属材料 153

10.5.3复合材料 154

10.6过程装备的腐蚀与防腐措施 154

10.6.1金属腐蚀的原理 154

10.6.2金属腐蚀破坏的形式 157

10.6.3金属设备的防腐措施 158

本章小结 160

习题 160

第11章 内压容器设计基础 162

11.1概述 163

11.1.1压力容器基本结构 163

11.1.2压力容器分类 164

11.2内压容器设计理论基础 167

11.2.1回转壳体的几何概念 167

11.2.2无力矩理论的基本方程 168

11.2.3无力矩理论的应用 170

11.3边缘应力 174

11.3.1边缘应力的概念 174

11.3.2边缘应力的特性 175

11.3.3边缘应力的处理 175

11.4内压容器设计 176

11.4.1弹性失效设计准则 176

11.4.2内压圆筒和内压球壳的设计 177

11.4.3设计参数 179

11.4.4内压封头 186

11.5容器的压力试验 190

11.5.1压力试验的目的与对象 190

11.5.2试验方法 190

11.5.3试验压力及应力校核 190

本章小结 193

习题 194

第12章 外压容器设计 196

12.1概述 197

12.1.1外压容器失稳 197

12.1.2临界压力 198

12.2外压圆筒的稳定性计算 199

12.2.1长圆筒的临界压力 199

12.2.2短圆筒的临界压力 200

12.2.3临界长度 200

12.2.4加强圈 200

12.3外压圆筒的设计计算 201

12.3.1解析法 201

12.3.2图算法 202

12.4外压封头的设计计算 207

本章小结 209

习题 210

第13章 压力容器零部件 212

13.1法兰 212

13.1.1法兰连接的结构及密封原理 213

13.1.2法兰类型 213

13.1.3影响法兰密封的因素 214

13.1.4压力容器法兰与管法兰标准 216

13.2容器支座 217

13.2.1卧式容器支座 217

13.2.2立式容器支座 220

13.3容器开孔与补强 221

13.3.1容器的开孔与接管 221

13.3.2开孔补强 223

13.4容器的焊接结构 225

13.4.1焊接接头的形式 225

13.4.2坡口形式 225

13.4.3压力容器焊接结构设计的基本原则 226

本章小结 227

习题 228

第14章 管壳式换热设备 229

14.1概述 229

14.2管壳式换热器的形式 230

14.2.1固定管板式换热器 230

14.2.2浮头式换热器 231

14.2.3填料函式换热器 231

14.2.4 U形管式换热器 232

14.3管壳式换热器的结构设计 232

14.3.1换热管的选用 232

14.3.2换热管在管板上的排列 233

14.3.3换热管与管板的连接 233

14.3.4管板与壳体的连接 235

14.3.5管箱与管束分程 236

14.3.6折流板 238

14.3.7导流筒与防冲挡板 239

14.3.8膨胀节 239

14.4管壳式换热器的强化传热 240

14.4.1强化传热的原理 240

14.4.2管内放置强化传热元件 241

14.4.3异型管强化传热 242

14.4.4壳程强化传热 245

本章小结 246

习题 247

第15章 塔设备 248

15.1概述 249

15.1.1塔设备的应用 249

15.1.2对塔设备的要求 249

15.1.3塔设备的分类及总体结构 249

15.2板式塔 251

15.2.1整块式塔盘的板式塔 251

15.2.2分块式塔盘的板式塔 256

15.3填料塔 257

15.3.1填料的支承装置 257

15.3.2液体分布装置 258

15.3.3液体再分布装置 262

15.4塔设备的附件 262

15.4.1除沫器 262

15.4.2裙座 263

本章小结 265

习题 265

第16章 搅拌反应设备 267

16.1概述 268

16.1.1搅拌的目的 268

16.1.2搅拌反应釜的基本结构 268

16.2釜体与传热装置 269

16.2.1釜体几何尺寸的确定 269

16.2.2夹套的结构与尺寸 271

16.2.3蛇管的结构与尺寸 274

16.2.4工艺接管 275

16.3搅拌装置 277

16.3.1搅拌器的形式与选用 277

16.3.2流型 279

16.3.3搅拌附件 280

16.3.4搅拌轴 281

16.4传动装置 283

16.5轴封装置 286

16.5.1填料密封 286

16.5.2机械密封 289

16.5.3机械密封与填料密封的比较 290

本章小结 291

习题 291

参考文献 293