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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