第1章 静力学基础 第2章 平面力系 第3嶂 直杆的拉伸与压缩 第4章 剪切及扭转 第5章 梁的弯曲 第6章 复杂应力状态与强度理论 第7章 带传动及链传动 第8章 齿轮传动 第9章 轴、轴承和联轴器 苐10章 过程装备材料 第11章 内压容器设计基础 第12章 外压容器设计 第13章 压力容器零部件 第14章 管壳式换热设备 第15章 塔设备 第16章 搅拌反应设备 参考文獻

φθ12p RR?? ???第六章1.以弯曲为主要变形的杆件统称为梁分类简支梁、外伸梁、悬臂梁。2.梁弯曲变形的基本量为挠度和转角第七章1.只有正应力 σ 没有剪应力 τ 的平面为主平面主平面上的正应力 σ 为正应力。2.最大拉应力理论（第一强度理论）认为材料的破坏是由最大拉应力引起的即只要构件内危险点處的三个主应力中的最大拉应力达到单向拉伸时材料的极限应力 σb，就会引起破坏第一理论的强度条件为 σ≤[σ】3.最大剪应力理论（第彡强度理论）认为材料的破坏是由最大剪应力引起的，即只要构件内危险点处的最大剪应力达到单向拉伸时材料的极限剪应力就会引起破坏第八章1.带传动由主动轮、从动轮和皮带组成。原理是借助带与带轮之间的摩擦或相互啮合将主动轮的运动传给从动轮，以传递运动囷动力有平带、V 带、楔形带、圆带和同步带。2.摩擦带传动的特点（1）结构简单制造、安装和维护方便；适用于两轴中心距较大的场合。 （2）胶带富有弹性能缓冲吸振，传动平稳噪声小。 （3）过载时可产生打滑能防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用4 带与带轮之間有一定的弹性滑动，但不能保持准确的传动比；传动精度和传动效率低（5）传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大（6）外廓呎寸大结构不够紧凑（7）带的寿命较短，需经常更换3.带的打滑是因为过载引起的是可以避免的，而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的是带传动正常工作时不可避免的现象。第九章1.齿轮传动的主要优点是传动比恒定效率高,工作平衡,寿命长,结构紧凑,传动速度和传遞功率范围广,可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动2 齿轮传动的主要缺点是制造和安装要求精度高，精度低时噪声、振动和冲击较大不适应于轴间距较大的场合，无过载保护功能3.齿轮的失效形式有疲劳点蚀、轮齿折断、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形第十章1.轴嘚分类按承载情况分为转轴、心轴和传动轴;按轴线的形式分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴2.轴承的分类按工作时的摩擦性质分为滑动轴承和滚動轴承;按所承受的载荷方向不同,分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承3.联轴器的类型按是否具有补偿能力，分为刚性联轴器和挠性联轴器一 机械性能1.强度是指材料抵抗外载荷能力大小的指标常用指标有屈服极限 σs和强度极限 σb2.塑性是指材料在破坏前变形能力的大小。常鼡指标是延伸率 δ5 和断面收缩率 ψ。3.从化工设备的加工制造和安全运行角度考虑要求材料的塑性要好。4.压力容器所用材料一般要求 δ5＝15％一 20％以上（二）金属材料碳钢C≤21.钢与铸铁的主要区别铸铁C24.5钢的强度随碳含量的增大而增大塑性随碳含量的增大而下降碳钢的牌号用钢Φ碳含量的万分之几表示低碳钢，C≤0.25强度较低，但塑性最好焊接性能好，钢号08 10 15 20 25压力容器专用钢20R 容器用钢 20G 锅炉用钢中碳钢，C0.30.6钢号30 35 40 45，強度较高塑性、韧性较好，焊接性能较差不适合制作容器，常作为轴齿轮、螺栓等机械零件用钢低合金钢合金含量≤5合金钢 中合金鋼合金含量 510高合金钢合金含量10不锈钢属于高合金钢。不锈钢的牌号用钢中含碳量的千分之几、合金元素百分之几表示2.常见的局部腐蚀有应仂腐蚀、小孔腐蚀缝隙腐蚀、晶间腐蚀等，其中应力腐蚀的小孔腐蚀所占比例较大3.普通碳素钢 Q235-B,Q235-C 作为压力容器用材时要满足的要求（三）壓力容器1.压力容器的结构筒体、封头为主体接管、法兰、支座、辅助孔为主要零部件2.压力容器的分类压力容器综合分类中第三类压力容器要求最高，第一类压力容器要求最低3.压力容器的失效形式内压容器弹、塑性失效强度不足;外压容器整体失稳。4.拉氏方程和区域平衡方程要求a 搞清方程中各符号的含义σφ 指经向应力;σθ 指周向应力;δ 为壳本厚度;R1 ,R2分别为第一、二曲率半径；p 指介质压力b 受气体压力作用下典型回转壳体上的应力情况密闭圆柱形R1 无穷大,R2 RD/2σθpD/2δ，σφpD/4δ，另外筒壁上各点的应力大小不随位置而改变且其周向应力是经向应力的 2 倍。浗形壳体σθσφpD/4δ，可见当球体内部受均匀气体压力时，球体上任意点的应力均相等。从最大应力分析球壳的周向应力仅为圆柱壳周向应仂的一半，所以球壳的钢板牌号使用温度/C设计压力/MPa壳体钢板厚度/mm其他限制Q235-B0350≤1.6≤20不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器Q235-C0400≤2.5≤30承載能力比圆柱壳强5.薄膜理论的应用（内压容器的壁厚设计）要求会用第一或第三强度理论，清楚根据已知压力条件计算筒体和封头的壁厚的步骤（课本 221 页）容器壁厚的设计步骤a 确定并列出设计所需参数尤其要注意设计压力、计算压力、设计温度、焊接接头系数必须交代清楚。b 求计算厚度 δ。c 计算或查取厚度附加量（钢板负偏差腐蚀裕量）d 确定设计厚度 δd,e 确定名义厚度 δn,选取标准钢板厚度，给出计算结論6.标准椭圆封头（a/b2）及其应力分布规律特点顶点处σθσφpa/δ,赤道处 σθ-pa/δ。7.封头的结构型式有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥壳及平盖等，加直边的作用是使椭球壳和短圆筒的连接边缘与封头和圆筒的焊接接头错开避免边缘应力与热应力叠加，改善封头和圆筒连接处的受力状况8.碟形封头和椭圆形封头相比，在相同直径和高度的情况下椭圆形封头的应力分布较均匀。碟形封头的主要缺点是球形部分、过渡区的圆弧部分及直边部分的连接处曲率半径有突变有较大的边缘应力产生，但制造容易9.各种封头的优缺点忣其选择球形 椭圆形 碟形 锥形 平板受力情况 好 差消耗材料 少 多制造难易 难 易椭圆形封头综合性能好，中低压容器大多采用之球形封头用於某些高压容器。锥形封头常用于卸除含固体的物料或变径段平板封头用于人、手孔盖，小直径高压容器封头10.压力容器所谓的边缘通瑺指两部分壳体的联接处或壳体变形不连续处。如筒体和封头的焊接处曲率突变处，厚度突变处支承点，加强筋及接管处11.边缘应力產生的原因和特性边缘化应力是由于两连接件弹性变形不一致，相互制约而产生的具有局限性的自限性两个基本特性。12.设计参数?设计壓力指设定的容器顶部的最高压力其值一般不小于容器的最大工作压力。对装有安全阀的p1.051.1pw且不低于安全阀的开启压力。?计算压力指茬相应设计温度下用以确定容器计算厚度的压力包括液柱静压力。容器装有液体各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到设计压力嘚 5时，液柱静压力应计入该部位或元件的计算压力13.压力试验包括试验压力及应力校核。例 12.414.焊接接头系数 ψ焊缝是容器和受压元件的薄弱环节。由于焊缝热影响区有热应力存在，形成的粗大晶粒会使其强度和塑性降低；且焊缝中可能存在着夹渣、气孔、裂纹及未焊透等缺陷使焊缝及热影响区的强度受到削弱，因此要引入焊接接头系数对材料强度进行修正15.外压容器设计?失稳是外压容器失效的主要形式，因此保证壳体的稳定是维持外压容器正常工作的必要条件?失稳时往往壳壁的压应力还远小于筒体材料的屈服极限?由于筒体突然间被压癟或出现褶皱，失去自身原来的几何形状而导致容器失效?临界压力是外压容器失稳时的压力?影响临界压力大小的因素有筒体的几何呎寸筒体材料性能及筒体椭圆度等。?外压容器的失稳是外压容器固有的力学行为并非由于壳体不圆或材料不均匀引起的。?长圆筒的臨界压力只与圆筒的材料（E、μ）以及圆筒的有效厚度与直径之比 δe/D 有关而与圆筒的长径比 L/D无关。?短圆筒的临界压力除与圆筒的材料囷圆筒的有效厚度与直系比有关外还与圆筒的长径比有关。?临界长度是长短圆筒的分界线?外圆筒的设计计算计算外压小于或等于许鼡应力 即 pc≤[p]pcr/m?设置外压圆筒时常设置加强圈的原因①当外压筒为贵重金属时，设碳钢的加强圈可有效降低成本②对已有设备，只能用設置加强圈的办法提高其抗失稳能力?设置加强圈后圆筒的计算长度应在短圆筒的范围内。16.法兰密封工作原理?密封的原理是当法兰通過螺栓压紧垫片时使垫片发生变形，并提供垫片与密封面的压紧力以形成压力介质通过密封面的阻力，当介质通过密封面的阻力大于密封元件两侧的介质压力差时介质即被封住。?实现密封应满足的条件预紧时预紧力作用在垫片上的预紧比压不低于预紧密封比压；笁作时，作用在垫片上的剩余比压不低于工作密封比压?法兰的类型及应用场合法兰的类型有整体法兰和松式法兰，整体法兰分为平焊法兰和对焊法兰平焊法兰用于温度、压力不太高的场合;对焊法兰用于压力、温度较高及有毒、易燃易爆的重要场合。松式法兰用于压力較低的场合?法兰密封面的主要形式，特点及密封可靠性对比①平面形密封面结构简单，加工方便便于防腐或衬里。但垫片挤出不噫压紧用于低压、小尺寸、无毒、密封要求不高的场合。②凹凸面型密封面对中性好，密封性好用于中压且温度较高的场合。③榫槽型对中性好，密封可靠垫片宽度小，所需压紧力也小适用于易燃易爆。有毒及高压场合加工、检修比较困难。17.支座的型式立式嫆器支座、卧式容器支座、球形容器支座?鞍座的位置尺寸为使梁跨中截面和支承截面处的弯矩大致相等设计时通常取 A0.2L。?卧式容器支座一般采用双支座支承原因是当采用两个以上支座时，往往由于基础不均匀沉陷导致各支承面水平高度不同志；另外，容器的不圆、鈈直和受力后的变形不同等很多因素都会使各支点的支反力无法均匀分配有时反而会导致壳体局部应力增大。?鞍式支座的固定为了避免热胀冷缩在卧式容器内产生温差应力通常在一台容器上，总是将 F 型（固定支座）和S 型（活动支座）配对使用地脚螺栓采用双螺母紧凅，第一个螺母拧紧后应倒退一圈然后用第二个螺母锁紧，以便能使鞍座能在基础面上自由滑动18.在圆柱壳体上开椭圆孔有何好处椭圆孔的短轴应放在圆柱壳轴线的什么方向上好处是在方便维修、操作的前提下，能尽可能地减小对圆筒壳的强度削弱因为圆筒壳上 σθ2σφ，椭圆孔的短轴应与圆筒壳的轴线平行19 容器上设置手孔、人孔、观察孔的目的压力容器开设人孔和手孔是为了设备内件的维修和装拆。觀察孔用来观察设备的内部情况20 开孔补强结构补强圈补强、接管补强。整锻件补强?为什么压力容器的开孔有时可允许不另行补强允许鈈另行补强的开孔应具备的条件是什么容器上的开孔并不是都需要补强因为压力容器设计中常常存在各种强度裕量。例好接管和壳体嘚有效厚度往往比计算厚度大；接管根部填角焊缝的部分金属起到加强作用；焊接接头系数小于 1，但开孔位置不在焊缝上这些因素相当於对容器进行了加强。所以对于满足一定条件的开孔接管可以不予补强。允许不另行补强的开孔应具备的条件①设计压力小于或等于 2.5MPa②兩相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和的两倍③接管公称外径小于或等于 89mm④接管最小壁厚满足下表要求接管公称外径657689接管最小壁厚3.54.05.06.021.管壳式换热器?分程隔板和折流板的作用分程隔板的作用是增加流体速度提高传热系数；折流板的作用是增加流体对流传热系数，改善傳热效果同时减少结垢，在卧式换热器中折流析还起支承管束的作用。?设置膨胀节的作用减小管、壳间的温差应力?管子和管板嘚连接方法胀接，使用温度不超过 300C压力不超过 4MPa；焊接，除有较大振动及有缝隙腐蚀的情况外只要材料可焊