化工设备机械基础知识总结.docx

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1、化工设备机械基础知识总结化工设备机械基础知识总结 一拉伸与压缩 1.内力：=N/A=F/A 单位 ：MPa=N/mm 2.强度条件：max=N/A.通过强度条件校核强度：max=N/A， 截面设计：AN/ ,确定许用载荷：N/A. 3.应变：纵向应变：=L/L.虎克定律：L=FL/EA,推出：=E. 二弯曲 1.内力： 剪力弯矩通过截面法受力分析可得。 应力：=E=Ey/.(变形的曲率半径) y(该点到中性层的距离)计算公式：=My/z M同一截面的弯矩由受力分析可得，y到中性轴的距离， z 横截面惯性矩 ，矩形截面：z=bh/12,圆形截面：z=D4/64.最大正应力：max= M/W Z,

2、抗弯截面模量Wz，Wz=z/ymax，Ymax是上下边缘到中性轴的距离。 2.应变：=y/，(变形的曲率半径) y(该点到中性层的距离)。 3.强度条件：max=Mmax/Wz,校核强度:Mmax/Wz，截面设计:Wz Mmax/。 4.提高梁弯曲强度的主要途径：选择合理的截面：根据应力分布规律的选择：可以将矩形截面靠近中性轴的这部分的面积移到离中性轴较远的上下边缘作为翼板。根据截面模量的选择：截面竖放不易弯曲。根据材料特性的选择，对于抗压强度和抗拉强度相等的塑性材料，一般采用对称于中性轴的截面。而对于抗压第 1 页 强度和抗拉强度不等的脆性材料，最好使中性轴偏于相对较弱的一边。合理布置支座和

3、载荷作用位置。 三剪切 1.内力。剪应力：=Q/A剪切强度条件： = Q/A可以通过材料拉伸时 的许用应力 来估计许用剪切应力。塑性材料=，而脆性材料是= 挤压应力:jy=F/Ajy (Ajy挤压面积。方键是Ajy=Lh/2,对于圆柱面为了简化计算，一般采用挤压面的正投影。Ajy=dh)挤压强度条件jy=F/Ajy jy可以通过估计，jy= 四扭转 1.外力矩的计算：T=60P/2n或者T=6.55P/n. 2.应力的计算：许用剪应力p=max/max,抗扭截面模量W =I/max ，max=Tn/W, p=Tn/I,极惯性矩I，圆截面I=D4/320.1D4,W=D3/160.2D3,圆环：

4、I=D4/320.1D4W=D3/160.2D3。 3.强度条件：max=Tmax/W,如果把W=D3/16带入就得到设计圆轴的直径。扭转时的许用剪应力=(0.50.6)(塑性材料)=(0.81.0) 4.纯剪切：互相垂直面上只有剪应力作用的情况叫做纯剪切。 剪切虎克定律：=G(剪应力不超过比例极限p，G剪切弹性模量，反映材料抵抗剪切变形的能力，剪应变，角变形。)G=E/2(1+)(E抗压第 2 页 弹性模量，横向变形系数)。 5.扭转变形和刚度条件：扭转角=Tnl/GI相对扭转角0=Tn/GI 180/.刚度条件0=Tn/GI 180/ 0(0许用扭转角)。 五压杆 欧拉公式：Fcr=2EI

5、/(L)2 L :杆长 EI：最小抗弯刚度 ：长度系数。 长度系数的不同取值：1.两端铰链=1 2.一端固定一端自由=2 3.两端固定=0.5 4.一端固定一端铰链=0.7 5.一端固定一端平移而不转=1. 欧拉公式的适用范围：p=(2E/p)1/2. I =i2 i=AI A=l/i 1.p的称为细长杆：用欧拉公式计算应力cr=2E/2 2.sp的称为中长杆：用直线公式计算：cr=a-b。 3.而对于s的粗短杆来说，就直接用普通的强度计算：cr=s 稳定性条件：1.折减系数法：安全系数法：ncr=s=Fjs Aj折减系数 Fcrsncr ncr=crncrFs。 IA=l/i I =i2 i

6、=A解题步骤 计算柔度确定杆的类型然后计算临界力 稳定性校核 第 3 页 增加杆的稳定性的方法： 核心就是让cr增大 1、尽是减小压杆长度 2、增强支承的刚性：尽是选取小的支撑形式 3、合理选择截面形状 4、合理选用材料：大柔度杆，选取普通钢；中、小柔度杆，选取高强度钢。 六化工设备材料 碳素钢： 普通碳素钢：Q+三位数+A/B/C/D(D为最高质量等级)+脱氧程度 优质碳素钢： 两位数 含锰较高 锅炉用钢 压力容器用钢 铸造而得的碳钢件） 铸铁： 灰铸铁：HT+数字 可锻铸铁：KT+H/B/Z分别是黑心，白心，珠光体。+数组+数组2 第 4 页 球墨铸铁：QT+两组数字 合金钢 结构钢：两位数+合金元素符号+合金元素含量 工具钢：1位数+合金元素符号+合金元素含量 特殊性能钢：同合金工具钢 0表示含碳量低于或等于0.08% 00含碳量低于0.03% 注：钢号末尾表示高级优质钢 第 5 页