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化工设备机械基础(2009年大连理工大学出版社出版图书)

《化工设备机械基础》是大连理工大学出版社2009年出版的图书,作者是喻健良。本书考虑化学工程、应用化学、制药工程、高分子材料、环境科学、生物化学等专业的课程设置,结合近年来的教学实践,将“化工设备机械基础”和“工程力学”内容进行整合,并提供了适量的习题,通过精选习题,让学生有问题可思考,有问题可研究。

《化工设备机械基础》讲述了:随着教学改革的不断深入,不同学校对过程机械相关专业的教学提出了不同的要求。考虑化学工程、应用化学、制药工程、高分子材料、环境科学、生物化学等专业的课程设置,结合近年来的教学实践,将“化工设备机械基础”和“工程力学”内容进行整合,编写了《化工设备机械基础》。

《化工设备机械基础》的主要特点体现在如下几个方面:

(1)通过相互渗透、融会贯通、精选特色等保持了原系列教材的特点

由刁玉玮教授主编的《化工设备机械基础》一直是国内许多院校化工工艺类专业的首选教材,已经再版6次,作为“十五”和“十一五”规划教材,深受广大师生的欢迎。《化工设备机械基础》的“化工设备材料”“化工容器设计”篇按照《化工设备机械基础》一书的基本构架编写,主要内容保持不变;“典型化工设备的机械设计”篇重新进行编写。由银建中副教授主编的《工程力学》作为高等学校理工科规划教材一直是化工工艺类学生的力学基础教材。《化工设备机械基础》的“工程力学基础”篇保留了《工程力学》一书的特色内容。

(2)在内容和表达方面,尽可能反映学科的最新发展趋势,保证教材与时俱进

根据最新国家标准、行业标准和工程规范,在“化工设备材料”篇中,将最新材料标准、材料牌号等进行了较大幅度的调整,有助于教师和学生对新标准的了解。“典型化工设备的机械设计”篇中塔设备设计内容完全符合最新标准的设计要求,便于学生在掌握基本设计理论的同时,适应国家标准对典型设备的设计要求。

(3)注重解决工程实际问题的能力和自主学习能力的培养

在典型压力容器结构应力分析时,注重与工程实际问题紧密结合,以典型结构的应力分布、设计要点、工程意义为重点,对典型结构进行应力分析与讨论,提高解决工程实际问题的能力,把复杂的推导和理论分析留给学生通过查阅文献和资料自主学习解决。 [1]

第1篇 工程力学基础

第1章 引言

1.1 构件

1.2 强度、刚度与稳定性

1.3 基本变形形式

第2章 轴向拉伸与压缩

2.1 拉伸与压缩的基本概念

2.2 物体的内力截面法

2.2.1 内力的概念

2.2.2 截面法求内力

2.3 拉伸与压缩时的应力分析

2.3.1 应力的概念

2.3.2 轴向拉压时横截面上的应力

2.4 拉伸与压缩变形胡克定律

2.4.1 纵向变形

2.4.2 横向变形

2.4.3 胡克定律

2.5 轴向拉伸与压缩时的强度计算

2.5.1 许用应力与安全系数

2.5.2 轴向拉伸与压缩时的强度条件

2.6 热应力的概念

2.7 应力集中的概念

习题

第3章 剪切与圆轴扭转

3.1 剪切与挤压

3.1.1 剪切

3.1.2 挤压

3.1.3 剪切与挤压的强度计算

3.1.4 剪应变与剪切胡克定律简介

3.2 扭转

3.2.1 扭转的基本概念

3.2.2 扭转时外力的计算

3.2.3 扭转时内力的计算

3.3 圆轴扭转时的应力及强度条件

3.3.1 剪应变分布规律

3.3.2 剪应力分布规律

3.3.3 以静力平衡求剪应力

3.3.4 截面的几何性质、强度条件

3.4 圆轴扭转时的变形及刚度条件

3.4.1 圆轴扭转时的变形分析

3.4.2 圆轴扭转时的刚度条件

习题

第4章 梁的弯曲

4.1 基本概念

4.2 弯曲时的内力分析

4.2.1 弯曲内力

4.2.2 剪力和弯矩符号规则

4.3 弯矩图

4.4 弯曲时的应力和强度计算

4.4.1 平面假设与变形的几何关系

4.4.2 物理方程与应力分布

4.4.3 静力平衡方程

4.4.4 弯曲正应力公式适用范围的讨论

4.5 截面几何性质

4.5.1 常用截面的几何性质

4.5.2 组合截面的几何性质

4.6 弯曲正应力的强度条件

4.7 梁的优化设计

4.7.1 支承的合理安排

4.7.2 载荷的合理布置

4.7.3 截面形状的合理设计

4.8 梁的弯曲变形

4.8.1 梁的弹性曲线、挠度和转角

4.8.2 弹性曲线的近似微分方程

4.8.3 用叠加法求梁的变形

4.8.4 粱的刚度校核提高抗弯刚度的措施

习题

第5章 强度理论与组合变形

5.1 强度理论简介

5.2 组合变形的概念

5.3 拉伸(压缩)与弯曲组合变形

5.4 扭转与弯曲组合变形

5.4.1 扭转与弯曲组合变形时的应力分析

5.4.2 扭转与弯曲时的强度计算

习题

第6章 压杆稳定

6.1 工程中的稳定性问题

6.2 两端球铰支细长压杆的临界力

6.3 杆端不同约束条件下细长压杆的临界力

6.4 压杆临界应力与欧拉公式的适用范围

6.4.1 临界应力和柔度

6.4.2 欧拉公式的适用范围

6.4.3 中柔度压杆的临界应力公式

6.5 压杆稳定性校核

6.5.1 压杆稳定性安全准则

6.5.2 压杆稳定性校核的安全系数法

6.6 工程中提高压杆稳定性的措施

6.7 其他构件稳定问题简介

习题

第二篇 化工设备材料

第7章 材料基础知识

7.1 钢材生产基本知识

7.1.1 炼钢炉

7.1.2 炉外精炼

7.1.3 脱氧工艺

7.1.4 几个基本术语

7.1.5 钢材分类

7.1.6 钢铁牌号及表示方法

7.1.7 钢材的热处理

7.2 材料的性能

7.2.1 力学性能

7.2.2 物理性能

7.2.3 化学性能

7.2.4 工艺性能

第8章 化工设备材料及其选择

8.1 碳钢

8.2 低合金钢及化工设备用特种钢

8.2.1 合金元素对钢性能的影响

8.2.2 低合金钢

8.2.3 锅炉和压力容器用钢板

8.2.4 不锈耐酸钢

8.2.5 耐热钢

8.2.6 低温用钢

8.2.7 钢材的品种和规格

8.2.8 化工设备用钢的选材原则

8.3 有色金属材料

8.3.1 铝及其合金

8.3.2 铜及其合金

8.3.3 铅及其合金

8.3.4 钛及其合金

8.4 非金属材料

8.4.1 无机非金属材料

8.4.2 有机非金属材料

第9章 化工设备的腐蚀及防腐措

9.1 金属的腐蚀

9.1.1 金属腐蚀的评定方法

9.1.2 化学腐蚀

9.1.3 电化学腐蚀

9.2 晶间腐蚀和应力腐蚀

9.3 金属腐蚀破坏的形式

9.4 金属设备的防腐措施

习题

第3篇 化工容器设计

第10章 容器设计的基本知识

10.1 容器的分类与结构

10.1.1 容器的分类

10.1.2 容器的结构

10.2 容器零部件的标准化

10.2.1 标准化的意义

10.2.2 标准化的基本参数

10.3 压力容器的安全监察

10.3.1 我国压力容器的基本状况

10.3.2 我国压力容器安全监察体制

10.4 现行压力容器安全监察法规、规范介绍

10.5 压力容器建造标准规范

10.5.1 压力容器建造标准的基本内容

10.5.2 压力容器标准化体系

10.6 压力容器国内外标准简介

10.6.1 各国主要压力容器标准的性质和地位

10.6.2 各国压力容器分类的原则

10.6.3 各国主要标准的压力适用范围

10.6.4 在标准中及时体现先进技术的应用

10.6.5 我国主要压力容器建造标准瓶食

10.7 《钢制压力容器》简介

10.7.1 适用范围

10.7.2 不适用范围

10.7.3 超出标准规定范围的设计问题

10.8 设计载荷条件

10.9 压力容器设计寿命

10.10 容器机械设计的基本要求

习题

第11章 内压薄壁容器的应力分析

11.1 回转壳体的应力分析薄膜应力理论

11.1.1 薄壁容器及其应力特点

11.1.2基本概念与基本假设

11.1.3 经向应力计算公式区域平衡方程式

11.1.4 环向应力计算公式微体平衡方程式

11.1.5 轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围

11.2 薄膜理论的应用

11.2.1 受气体内压的圆筒形壳体

11.2.2 受气体内压的球形壳体

11.2.3 受气体内压的椭球壳体(椭圆形封头)

11.2.4 受气体内压的锥形壳体

11.2.5 受气体内压的碟形壳体(碟形封头)

11.2.6 例题

11.3 内压圆筒边缘应力

11.3.1 边缘应力的概念

11.3.2 边缘应力的特点

11.3.3 对边缘应力的处理

习题

第12章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计

12.1 强度设计的基本知识

12.1.1 关于弹性失效的设计准则

12.1.2 强度理论及其相应的强度条件

12.2 内压薄壁圆筒壳与球壳的强度设计

12.2.1 强度计算公式

12.2.2 设计参数的确定

12.2.3 容器的厚度和最小厚度

12.2.4 压力试验及其强度校核

12.2.5 例题

12.3 内压圆筒封头的设计

12.3.1 半球形封头

12.3.2 椭圆形封头

12.3.3 碟形封头

12.3.4 球冠形封头

12.3.5 锥形封头

12.3.6 平板封头

12.3.7 例题

12.3.8 封头的选择

习题

第13章 外压圆筒与封头的设计

13.1 概述

13.1.1 外压容器的失稳

13.1.2 容器失稳型式的分类

13.2 临界压力

13.2.1 临界压力的概念

13.2.2 影响临界压力的因素

13.2.3 弹性失稳的理论计算方法

13.2.4 长圆筒、短圆筒和刚性圆筒

13.2.5 临界压力的理论计算

13.2.6 临界长度

13.3 外压圆筒的工程设计

13.3.1 设计准则

13.3.2 外压圆筒壁厚设计的图算法

13.3.3 外压容器的试压

13.3.4 例题

13.4 轴向受压圆筒失稳计算

13.5 外压球壳与凸形封头的设计

13.5.1 外压球壳和球形封头的设计

13.5.2 凸面受压封头的设计

13.5.3 例题

13.6 外压圆筒加强圈的设计

13.6.1 加强圈的作用与结构

13.6.2 加强圈的间距

13.6.3 加强圈的尺寸设计

13.6.4 加强圈与圆筒间的连接

13.6.5 例题

习题

第14章 容器零部件

14.1 法兰连接

14.1.1 法兰连接结构与密封原理

14.1.2 法兰的结构与分类

14.1.3 影响法兰密封的因素

14.1.4 法兰标准及选用

14.2 容器支座

14.2.1 卧式容器支座

……

第4篇 典型化工设备的机械设计

第15章 管壳式换热器的机械设计

第16章 塔设备设计

附录

参考文献


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