2022年化工设备机械基础知识总结 .pdf
化工设备机械基础知识总结一拉伸与压缩1.内力（正应力）： =N/A=F/A 单位 ：MPa=N/mm22.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 3 /12, 圆形截面： z= D4/64. 最大正应力： max= M/W Z,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：（1）根据应力分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页布规律的选择：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。 （2）根据截面模量的选择： 截面竖放不易弯曲。 （3）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（如钢材） ，一般采用对称于中性轴的截面。而对于抗压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。合理布置支座和载荷作用位置。三剪切1.内力。剪应力：=Q/A （Q 剪力受力分析可得， A 受剪构件的横截面积）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 =（0.60.8 ） ，而脆性材料是 =（0.81.0 ） 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 =（1.72.0 ） 四扭转1.外力矩的计算： T=60P/2 n 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= D4/32 0.1D4,W= D3/16 0.2D3,圆环 （内径 d 外径 D =d/D ） ：I= D4/32（1-4）0.1 D4（ 1-4） W= D3/16 0.2D3（1- 4） 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页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) （脆性材料）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 抗压弹性模量，横向变形系数 )。5. 扭转变形和刚度条件： 扭转角=Tn l/G I相对扭转角0= Tn/G I180/ .刚度条件0=Tn/G I180/ 0(0许用扭转角 )。五压杆欧拉公式： Fcr=2EI/( 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. = l/i 1.p的称为细长杆：用欧拉公式计算应力cr=2E/ 22.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（屈2AIiiAI精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页服极限）稳定性条件： 1.折减系数法：折减系数安全系数法：。解题步骤计算柔度 = l/i 确定杆的类型然后计算临界力 稳定性校核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：AFcrcrcrcrcrcrnnnFFn2AIiiAI精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页普 通 碳 素 钢 ： Q+ 三 位 数 （ MPa最低 屈 服 极限 超 过 就 破坏 ）+A/B/C/D(D为最高质量等级 )+脱氧程度（ F/Z( 不用标)/b/TZ）优质碳素钢：两位数（含碳量 -万分之几）含锰较高（末尾标Mn ）锅炉用钢（末尾标g）压力容器用钢（标R）铸造而得的碳钢件（标有ZG 字样+两组数字（一个是屈服极限一个是强度极限的数值）铸铁：灰铸铁： HT+ 数字（最低抗拉强度）可锻铸铁： KT+H/B/Z分别是黑心，白心，珠光体。+数组（最低抗拉强度） +数组 2（最低延伸率）球墨铸铁： QT+两组数字（同可锻铸铁一样的意思）合金钢结构钢：两位数 （含碳量 -万分之几）+合金元素符号 +合金元素含量（%，1.5% 以下不标）工具钢： 1 位数（平均含碳量，千分之一，含碳量超过1.0% 不标）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页+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% （微碳）00 含碳量低于 0.03% （超低碳）注：钢号末尾（ A）表示高级优质钢精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页
