化工设备机械基础知识总结

PAGE5PAGE5第 页化工设备机械基础知识总结一．拉伸与压缩1（正应力：=N/A=F/A单位MPa=N/m²2.强度条件：σmax=N/A≤[σ].通过强度条件校核强度：σ =N/Amax≤[σ]， 截面设计：A≥N/[σ] ,确定许用载荷：N≤[σ]/A.3.应变：纵向应变：ε=ΔL/L.虎克定律：①ΔL=FL/EA,推出：σ=Eε.二．弯曲内力：①剪力弯矩通过截面法受力分析可得。②应力：σ=Eε=Ey/ρ.ρ(变形的曲率半径)y(该点到中性层的距离)计算公式：σ=My/Ι M同一截面的弯矩由受力分析可得到中性轴z的距离，Ι横截面惯性矩 矩形截面=bh³/12,圆形截面=z z zπD4/64.最大正应力=M/W,抗弯截面模量W=Ιy ，max Z

z z

maxYmax是上下边缘到中性轴的距离。应变：ε=y/ρ，ρ强度条件： σmax=Mmax/Wz≤[σ],校核强度:Mmax/Wz≤[σ]，截面设计:Wz≥Mmax/[σ]。1根据应力分性轴较远的上下边缘作为翼板不易弯曲的塑性材料（如钢材，一般采用对称于中性轴的截面。而对于抗压强②合理布置支座和载荷作用位置。三．剪切1截面积）Τ=]可以通过材料拉伸时的许用应力[σ]来估计许用剪切应力。塑性材料[τ]=（0.6~0.8）[σ]，而脆τ]=（0.8~1.0）[σ]②挤压应力:σ=F/A(A挤压面积。方键是A=jy jy jy jyA=d·h)挤压强度jy条件σ=F/A ≤[σ]可以通过[σ]估计，[σ]=（1.7~2.0）[σ]jy jy jy jy四．扭转1.外力矩的计算：T=60P/2πn或者T=6.55P/n.2.应力的计算许用剪应力τ=τ 抗扭截面模量W=I/ρp max max ρ ρτ =T/W τ=Tρ/I,极惯性矩II=πD4/32≈0.1D4,max，max n ρ, p n ρ ρ ρWD/1≈0.2D圆（内径d外径Dα=d/：I= D/32ρ ρ1α）0.1D（1α）WD/1≈0.231α。ρ3.强度条件：τ =T /W,如果把W=πD3/16带入就得到设计圆max max ρ ρ轴的直径。扭转时的许用剪应力 [τ]=(0.5~0.6)[σ](塑性材料)[τ]=(0.8~1.0)[σ]（脆性材料）虎克定律：τ=Gγ(τ剪应力不超过比例极限τp

，G剪切弹性模量，反映材料抵抗剪切变形的能力，γ)G=E/2(1+μ)(E弹性模量，μ

相对扭转角φ

/G·In ρ 0 n180/刚度条件φ=T/I×180/π ≤φ](φ许用扭转。ρ 0 n ρ 0 0五．压杆欧拉公式：F=π2EI/(μL)2 L:杆长 EI：最小抗弯刚度 μ：cr长度系数。长度系数μ=12=23.端固定=0.54.一端固定一端铰链=0.75.一端固定一端平移而不转=1.IA欧拉公式的适用范围：λ≥λ=(πE/σIA

IAi2 i

λ=μl/i2 1/2p pλ≥λ的称为细长杆：用欧拉公式计算应力σ

=π2E/λ2p crλ≤λ≤λ的称为中长杆：用直线公式计算：σ=a-bλ。s p cr而对于λ≥λ

=σ（屈s服极限）

F

cr s稳定性条件折减系数法： A φ ——折减系数nIA安全系数法：IA

F F

cr

n crcr

ncr 。I解题步骤⑴计算柔度A

i2 i

λ=μl/i⑵确定杆的类型然后计算临界力⑶稳定性校核增加杆的稳定性的方法：核心就是让σcr增大1、尽是减小压杆长度2、增强支承的刚性：尽是选取μ小的支撑形式3、合理选择截面形状4、合理选用材料：①大柔度杆，选取普通钢；②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（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：①两位数（含碳量--万分之几）②含锰较高（末尾标Mn）③锅炉用钢（末尾标压力容器用钢（标R）④铸造而得的碳钢件（标有ZG字样+两组数字（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