化工设备机械基础知识点.docx

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1、化工设备机械基础部分知识点1. 工程结构物、机器和设备都是由构件组成的，这些构件在外力作用下能够安全可靠地进 行工作，需要满足（强度条件）、（刚度条件）和（稳定性条件）等三个力学条件。2. 将原物体用一理想化的模型一一（刚体）来代替3. （力偶）对刚体只产生（转动效应）而没有（移动效应），这与一个力单独作用是不同 的。因此，力偶不能与一个力等效，也就不能与一个力平衡。4. 材料力学对变形固体所做的四条假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、小变 形假设。5. 物体在外力作用下会产生变形，基本变形形式主要有：（轴向拉伸或轴向压缩）、（剪切）、（扭转）、（弯曲）。当外力卸除后，物体能完全或部分

2、恢复其原有的，其中，随外力卸 除而消失的变形称为（弹性变形），不能消失的变形称为（塑性变形）或（残余变形）。6. 轴向拉伸或压缩杆件的受力特点是：（外力合力的作用线与杆的轴线重合），其变形特点 是：（杆件沿轴线方向伸长或缩短）。7. 截面法求内力的基本方法，其步骤如下（截）（代）（求）（1）截：欲求某一截面上的内力时，就沿该截面假想地把构件分成两部分，取一部分作为 研究对象，弃去另一部分；（2）代：用作用于截面上的内力代替弃去部分对留下部分的作用（3）求：对留下部分用平衡方程求解内力。8. 根据应力应变图表示的试验结果，低碳钢拉伸过程可分成（弹性阶段）（屈服阶段）（强 化阶段）（局部变形阶段）

3、四个阶段。9. 节=n称作安全因数。H的选取范困大致为=1M1.5对塑性材料J 24. 5对脆性材料10. 因构件截面尺寸突然变化而引起局部应力急剧增大的现象，称为（应力集中）。11. 如果梁的支座反力仅利用静力平衡方程便可全部求出，这样的梁称为（静定梁），常见的静定梁有（简支梁）、（外伸梁）和（悬臂梁）。12. 最大拉应力理论（第一强度理论），最大伸长线应变理论（第二强度理论），最大 切应力理论（第三强度理论），畸变能密度理论（第四强度理论）13. 容器按使用功能分为（反应设备）、（换热设备）、（分离设备）、（储运设备）；14. 容器一般是由几种壳体（如圆柱壳、球壳、圆锥壳、椭球壳等）组合而

4、成，再加 上连接法兰、支座、接口管、人孔、手孔、视镜等零部件。15. 按形状分为：（方形和矩形容器）、（球形容器）和（圆筒形容器）；16. 按壁温分为：（常温容器）、（高温容器）、（中温容器）和（低温容器）；（1）常温容器指设计温度在一20200C条件下工作的容器。（2）高温容器指设计温度达到材料蠕变起始温度下工作的容器。对碳素钢或低合金钢容器， 温度超过420C，其他合金钢超过450C，奥氏体不锈钢超过550C，均属高温容器。（3）中温容器指设计温度在常温和高温之间的容器。（4）低温容器指设计温度低于一20C的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制 容器，以及设计温度低于一 196 C

5、的奥氏体不锈钢制容器。表I压力容器的压力等圾分萎削排/I设计力p MFiiII. 1如琪，|低斥智器11. I)- . H础即嚣81叩10川17. 按厚度分为（薄壁容器）和（厚壁容器）；18. 按承压性质分为（外压容器）、（内压容器）和（真空容器）；19. 按承压能力分为（常压容器）、（低压容器）、（中压容器）、（高压容器）和（超高压 容器）；20. 容器机械设计的基本要求需满足以下几个方面（工艺尺寸）、（强度）、（刚度）、（稳 定性）、（耐久性）、（密封性）、（节省材料和便于制造）、（方便操作和便于运输）。 密封性:化工设备的密封性是一个十分重要的问题。 节省材料和便于制造：压力容器应在结构

6、上保证尽可能降低材料消耗，尤其是贵重材 料的消耗。21. 容器零部件标准化的基本参数有（公称直径）和（公称压力）。22. 选用材料的一般要求如下： 材料品种应符合中国资源和供应情况； 材质可靠，能保证使用寿命，应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质特 性和操作特点等）； 要有好的力学性能、工艺性能、化学性能和物理性能，对腐蚀性介质能耐腐蚀;便于制 造加工，焊接性能良好;经济上合理。23. 弹性、塑性、强度、硬度和韧性等特征指标来衡量材料的力学性能。1. 强度强度是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特征。常用的强度指标有屈服强度ReL （或RP0.2）（又称屈服极限）和抗拉强

7、度rm （又称强度极限）2. 塑性金属的塑性，是指金属在外力作用下产生塑性变形的能力。常用的塑性指标是断后伸长率A和断面收缩率Z。3. 韧性韧性是材料对缺口或裂纹敏感程度的反映。韧性好的材料即使存在宏观裂纹或缺口而造成应力集中时也具有相当好的防止发生脆性断裂和裂纹快速失稳扩展的能力。24. 冲击韧性 这是衡量材料韧性的指标之一，可用带V形缺口的冲击试样在冲击试验 中所吸收的能量a k作为冲击韧性值，其单位为焦耳每平方米（J/m2）。25. 一般都有较高的塑性指标;但塑性较高的材料，却不一定都有高的冲击韧性。标准上一般直接采用冲击功KV。，而较少采用ak值。26. 根据一定的压力，压出的压痕面积

8、和直径，可以求出布氏硬度值（HBS）。布氏硬度一一 ，nix oa-）式中 F压力.1D 钢球和径.mm*d 压痕占径,mm.27. 金属的化学性能是指材料在所处的介质中的化学稳定性，即材料是否会与介质发生（化学）和（电化学）作用而引起（腐蚀）。金属的化学性能主要是（耐腐蚀性）和（抗氧化性）。28. 经线方向将产生经向应力oM，在纬线方向产生环向应力（亦称周向应力）。a,tt = & =玄 。田 &“ r j29. 表球壳上各处应力相同，经向应力与环向应力也相等。同时可看出球壳上的薄膜应 力只有同直径、同厚度圆柱壳环向应力的一半。30. 内压薄壁圆筒边缘应力的特点主要有（局部性）、（自限性）。

9、对边缘应力的处理 由于边缘应力具有局部性，在设计中可以在结构上只作局部处理。 只要是塑性材料， 由于边缘应力具有自限性，属二次应力，它的危害性就没有薄膜应力大。31.各项厚度之间的关系可表示如下皆i 111厚度幼俯差C|-r, 里第-次厚度倒整值:in.:匚减加哉 1第二故犀度圆壑值二35.容器封头按形状分为（凸形封头）、（锥形封头）、（平板形封头），其中，凸形封头包括（半球形封头）、（椭圆形封头）、（碟形封头）、（球冠形封头）。圆筒失稳形式的分类 周向失稳：圆筒由于均匀径向外压引起的失稳叫做周（侧）向失稳，周向失稳时壳本断面由原来的圆形被压瘪而呈现波形，其波数可以为2, 3, 4,，如图11

10、-1所示。 轴向失稳 局部失稳32.第一题【例1-1】梁ABM端为铉支座在C处受载荷F作用,如图I叩 所示。不计梁的 自重t试啊出梁的受力图：解 取曲梁为研砌象,主动力为F,梁的A端为固定位艾座日端为可动饭支厘,1-2某工厂用卷扬机带动加料车C沿光滑的 斜轨上升到炉顶倒料，如图所示，已知料 自重为G,斜轨倾角为试画加料车（连 轮A及B）的受力图口 （选做）1-3如图所示，试画出AR杆的受力图。（必 做）横柢舛2 的轴力.已知R 拓，】k/y . = 12kN.J1妇H截ft法.沿/血1 L将杵分戒向 段.取出上段并画出受力图z-5（h）.用Ey I表示 右段对左段的作用.由平瓶方程三乩一4得

11、FTw*F | = F | 26 （ kN） （|R）同理,可以计算黄汁面纹上的轴力F 由理面左段图2书代 的平商方程，F,=勇得Fi F Fv? - 0FV| F. -F 12 tk t （Th：3者研究面N 2的右段图亦珈）.由 三乩一。.俾E F7. oL r vi 心）w胡克定律根据应力应变图表示的试验结果低跋钢 拉伸过程可分成四个阶段：(1)弹性阶段在拉伸的初始阶段.廿与F I的关系为通过原点的斜直线o，表示在这阶 段内，应力9勺应变E成正比。宜线部分的最 高点口所对应的应力称为比例极限用七表 示显景，只有应力低比例极限时，应力4 应变才成正比.材料服从胡克定律.Q236钢的 比例极限门孙州图2 2中苴线3的斜率为（2-）即直线(久的斜率等于材料的弹性榛此