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第1篇 力学基础2

第1章 刚体受力分析及平衡规律2

1.1力的概念及其性质2

1.1.1力的概念2

1.1.2力的基本性质2

1.2刚体的受力分析3

1.2.1约束与约束反力3

1.2.2常见的约束类型4

1.2.3物体的受力分析和受力图5

1.3平面汇交力系的简化与平衡6

1.3.1平面汇交力系的简化（解析法）6

1.3.2平面汇交力系的平衡条件7

1.4力矩、力偶、力的平移定理7

1.4.1力矩8

1.4.2力偶与力偶矩8

1.4.3力的平移定理9

1.5平面一般力系的简化与平衡9

1.5.1平面一般力系的简化9

1.5.2平面一般力系的平衡条件9

1.5.3固定端约束的受力分析10

习题11

第2章 制药设备常用金属的力学性能13

2.1弹性变形与内力13

2.1.1变形与内力的概念13

2.1.2直杆受拉（压）时的内力13

2.1.3受拉（压）直杆内的应力15

2.1.4直杆受拉（压）时的变形17

2.2材料的力学性能18

2.2.1拉伸试验18

2.2.2压缩试验21

2.2.3冲击试验22

2.2.4硬度试验23

2.2.5弯曲试验24

习题24

第3章 拉压、弯曲、扭转26

3.1受拉（压）直杆的强度计算26

3.1.1受拉（压）直杆的材料力学原理26

3.1.2强度条件的建立与许用应力的确定27

3.1.3剪切变形与剪力30

3.2弯曲变形34

3.2.1弯曲概念与梁的分类34

3.2.2梁的内力分析36

3.2.3纯弯曲时梁的正应力及正应力强度条件38

3.2.4直梁弯曲时的切应力43

3.2.5梁的刚度校核44

3.3扭转45

3.3.1扭转变形的概念45

3.3.2扭转时所受外力分析与计算45

3.3.3纯剪切、角应变、剪切胡克定律46

3.3.4圆轴在外力偶作用下的变形与内力47

3.3.5圆轴扭转时的强度条件与刚度条件50

习题51

第2篇 材料基础56

第4章 制药设备材料及选择56

4.1概述56

4.2材料的性能56

4.2.1力学性能56

4.2.2物理性能57

4.2.3化学性能57

4.2.4加工工艺性能58

4.3金属材料58

4.3.1金属材料的分类及牌号59

4.3.2碳钢与铸铁59

4.3.3低合金钢及化工设备用特种钢61

4.3.4有色金属材料67

4.3.5非金属材料69

4.3.6制药设备的腐蚀及防腐措施71

4.3.7制药设备材料的选择74

习题74

第3篇 容器基础76

第5章 容器设计基本知识76

5.1容器的分类与结构76

5.1.1容器的分类76

5.1.2容器的结构77

5.1.3压力容器类别77

5.2容器零部件的标准化79

5.2.1标准化的意义79

5.2.2标准化的基本参数80

5.3压力容器规范81

5.3.1压力容器相关的法规和标准81

5.3.2我国压力容器常用法规和标准82

5.3.3容器设计基本要求84

习题85

第6章 内压薄壁容器86

6.1薄膜理论86

6.1.1薄壁容器及其应力特点86

6.1.2基本概念与基本假设87

6.1.3平衡方程式89

6.2薄膜理论的应用91

6.2.1应用范围91

6.2.2受气体内压的圆筒形壳体91

6.2.3受气体内压的球形壳体92

6.2.4受气体内压的椭圆形封头92

6.2.5受气体内压的锥形壳体94

6.3内压圆筒边缘应力94

6.3.1边缘应力的概念94

6.3.2边缘应力的特点94

6.3.3对边缘应力的处理95

6.4内压薄壁圆筒与封头的强度设计95

6.4.1强度设计的基本知识95

6.4.2内压薄壁圆筒壳与球壳的强度设计95

6.4.3内压圆筒封头的设计99

6.5内压容器的强度校核103

6.5.1压力试验103

6.5.2强度校核104

习题105

第7章 外压容器106

7.1概述106

7.1.1外压容器的失稳106

7.1.2失稳形式的分类106

7.2临界压力107

7.2.1概念及影响因素107

7.2.2外压圆筒分类107

7.2.3临界压力的理论计算公式108

7.2.4临界长度和计算长度108

7.3外压圆筒设计109

7.3.1设计准则109

7.3.2外压圆筒壁厚设计110

7.3.3外压容器的试压113

7.4外压凸形封头设计114

7.4.1半球形封头114

7.4.2碟形和椭圆形封头114

7.5外压圆筒加强圈的设计114

7.5.1加强圈的结构与作用114

7.5.2加强圈的间距115

7.5.3加强圈的尺寸设计115

7.5.4加强圈的设置115

习题117

第8章 容器零部件118

8.1法兰连接118

8.1.1法兰连接结构与密封118

8.1.2法兰结构与分类119

8.1.3影响法兰密封的因素120

8.1.4法兰标准及选用122

8.2容器支座126

8.2.1卧式容器支座126

8.2.2立式容器支座128

8.3容器的开孔补强132

8.3.1应力集中132

8.3.2开孔补强设计的原则、形式与结构132

8.4容器附件135

8.4.1接管135

8.4.2凸缘135

8.4.3手孔与人孔135

8.4.4视镜136

习题137

第4篇 设备基础139

第9章 管壳式换热器139

9.1概述139

9.1.1管壳式换热器的结构与分类139

9.1.2管壳式换热器的型号142

9.1.3管壳式换热器的设计143

9.2管壳式换热器结构148

9.2.1管子148

9.2.2管板150

9.2.3附属板件152

9.2.4温差应力153

9.2.5管箱与壳程接管157

9.3管壳式换热器强度计算157

习题160

第10章 塔类制药设备设计161

10.1塔设备概述161

10.2塔设备结构161

10.2.1塔体与裙座162

10.2.2板式塔结构166

10.2.3填料塔结构168

10.3塔类制药设备设计举例173

10.3.1设计条件174

10.3.2塔体强度计算175

10.3.3各种载荷引起的应力178

10.3.4筒体壁厚校核179

10.3.5附件180

习题183

第11章 带搅拌器的制药设备设计184

11.1概述184

11.1.1搅拌操作的目的184

11.1.2搅拌操作分类184

11.1.3机械搅拌设备工作原理184

11.1.4搅拌设备的基本结构185

11.2搅拌釜186

11.2.1结构186

11.2.2几何尺寸的确定186

11.2.3换热元件187

11.3搅拌器的形式与选型188

11.3.1流型189

11.3.2搅拌器的分类189

11.3.3典型搅拌器的特征及应用190

11.3.4搅拌器的选用192

11.4搅拌器的功率194

11.4.1搅拌器功率和搅拌作业功率194

11.4.2搅拌器功率的影响因素及计算194

11.4.3搅拌作业功率196

11.5传动装置及搅拌轴197

11.5.1传动装置197

11.5.2搅拌轴设计199

11.6轴封201

11.6.1填料密封201

11.6.2机械密封202

11.6.3全封闭密封——磁力搅拌装置203

习题203

参考文献204