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目录1

第1章　静力学基础1

1.1　静力学基本概念1

1.1.1　静力学的公理1

1.1.2　约束与约束反力3

1.2　受力分析和受力图5

习题6

第2章　平面汇交力系8

2.1　平面汇交力系的合成8

2.1.1　几何法8

2.1.2　解析法9

2.2　平面汇交力系的平衡条件10

2.2.1 平面汇交力系平衡的几何条件10

2.2.2　平面汇交力系平衡的解析条件11

习题12

第3章　平面一般力系14

3.1　力矩与力偶14

3.1.1 力矩14

3.1.2　力偶14

3.2　力的平移定理16

3.3　平面一般力系的简化与平衡16

3.4　平面一般力系的平衡条件和平衡方程18

习题21

第4章　直杆的轴向拉伸与压缩23

4.1　直杆轴向拉伸及压缩的内力和应力23

4.1.1 直杆横截面上的内力23

4.1.2　直杆横截面上的应力24

4.1.3　直杆斜截面上的应力25

4.2　直杆拉伸和压缩时的变形25

4.3.1　低碳钢拉伸及压缩时的机械性能28

4.3　材料的机械性能28

4.3.2　脆性材料的机械性能30

4.4　杆件在拉伸及压缩时的强度计算30

4.4.1　材料的许用应力30

4.4.2　强度计算31

习题34

第5章　剪切及扭转37

5.1 剪切37

5.1.1　剪切变形37

5.1.2　剪应力及剪切强度计算37

5.1.3　纯剪切38

5.1.4　剪切虎克定律39

5.1.5　挤压及其强度计算39

5.2.2　外力偶矩的计算42

5.2.1　扭转的概念42

5.2　圆轴扭转时的外力偶矩与扭矩42

5.2.3　扭矩的计算43

5.3　圆轴扭转时的应力43

5.3.1 变形几何关系44

5.3.2　物理关系44

5.3.3　静力学关系45

5.4　圆轴扭转时的强度和刚度计算46

5.4.1　强度计算46

5.4.2 圆轴的变形及刚度计算47

习题50

第6章　弯曲52

6.1　平面弯曲及梁的类型52

6.2　梁弯曲时的内力——剪力和弯矩54

6.3　剪力图和弯矩图55

6.4　纯弯曲时梁横截面上的正应力及其强度条件59

6.4.1 变形分析60

6.4.2　弯曲正应力分布规律61

6.4.3　弯曲正应力计算公式62

6.4.4　截面的Iz与Wz63

6.4.5　弯曲正应力的强度条件65

6.5　提高梁的弯曲强度的措施66

6.5.1　选择合理的截面形状66

6.5.2　采用变截面梁68

6.5.3　合理布置载荷和支座69

6.5.4　合理地使用材料70

6.6　梁的变形71

6.6.1 梁的挠度和截面转角71

6.6.2　挠曲线近似微分方程式71

6.6.3　梁的刚度计算72

习题73

第7章　复杂应力状态及强度理论78

7.1　应力状态概念78

7.1.1　单向应力状态78

7.1.2　二向（平面）应力状态79

7.1.3　三向应力状态79

7.2　复杂应力状态79

7.2.1　二向应力状态79

7.2.2　三向应力状态81

7.3　广义虎克定律82

7.4　强度理论83

7.4.1　最大拉应力理论（第一强度理论）83

7.4.2　最大伸长线应变理论（第二强度理论）83

7.4.3　最大剪应力理论（第三强度理论）84

7.4.4　最大变形能理论（第四强度理论）84

7.5.1　拉伸（压缩）与弯曲变形的组合86

7.5　杆件组合变形时的强度计算86

7.5.2　扭转与弯曲的组合88

习题92

第8章　压杆的稳定94

8.1　压杆稳定的概念94

8.2　临界压力的确定——欧拉公式94

8.2.1　临界压力——欧拉公式94

8.2.2　临界应力——欧拉公式的适用范围95

8.2.3　柔度λ＜λP的压杆临界应力的计算96

8.3　压杆稳定的实用计算96

8.4　提高压杆稳定性的措施99

8.4.1　加强约束的牢固性99

8.4.2　尽量减小压杆长度99

8.4.3　选择合理的截面形状99

习题100

8.4.4　合理选用材料100

第9章　过程设备常用材料101

9.1　过程设备常用金属材料的基本性能101

9.1.1　机械性能101

9.1.2　耐腐蚀性能102

9.1.3　加工工艺性能102

9.1.4　材料的经济性和来源情况102

9.1.5　选择过程设备材料的一般原则102

9.2　常用金属材料的分类及用途103

9.2.1　碳钢的分类、牌号及用途103

9.2.2　合金钢的分类、牌号及用途104

9.2.3　钢材的品种及规格106

9.2.4　铸铁的分类、牌号及用途106

9.2.5　有色金属及其合金107

9.3.1　腐蚀的定义与分类108

9.3　过程设备的腐蚀及防腐措施108

9.3.2　金属腐蚀破坏的形式111

9.3.3　化工设备的防腐措施112

习题121

第10章　内压薄壁容器设计123

10.1　概述123

10.1.1　容器的总体结构123

10.1.2　压力容器的分类124

10.1.3　容器设计的基本要求126

10.2　内压薄壁容器设计的理论基础126

10.2.1 薄壁壳体的无力矩理论126

10.2.2　压力容器的边缘问题140

10.3.1　失效准则与强度理论143

10.3.2　圆筒体和球壳的设计计算143

10.3　内压薄壁筒体与球壳的设计143

10.3.3　设计参数的确定145

10.4　内压容器的封头设计与选择150

10.4.1 凸形封头150

10.4.2　锥形封头157

10.4.3　平封头（平盖）163

10.4.4　封头的选择165

10.5　容器的压力试验168

习题169

第11章　外压容器设计171

11.1 概述171

11.1.1　外压容器的稳定性171

11.1.2　临界压力的概念171

11.2　外压圆筒的理论设计计算172

11.2.1 长圆筒受均布侧向外压弹性失稳时的临界压力172

11.2.3　临界长度173

11.2.2　短圆筒受均布侧向外压作用弹性失稳时的临界压力173

11.3　外压圆筒的工程设计174

11.3.1 图算法174

11.3.2　设计参数的确定178

11.3.3　外压圆筒厚度表178

11.4　加强圈设计179

11.4.1　加强圈的作用与结构179

11.4.2　加强圈间距180

11.4.3　加强圈尺寸180

11.5　外压封头设计182

11.5.1 外压半球形封头182

11.5.2　椭圆形封头183

11.5.3　碟形封头183

习题184

12.1　压力容器的总体结构分析186

第12章　压力容器的总体设计问题186

12.2　法兰187

12.2.1 密封原理及法兰密封结构187

12.2.2　强制密封设计190

12.3　开孔补强198

12.3.1　允许不另行补强的最大开孔直径199

12.3.2　最大开孔限制199

12.3.3　局部补强结构199

12.3.4　等面积补强设计准则200

12.4　支座202

12.4.1 立式设备支座202

12.4.2　卧式容器支座207

12.5　焊接结构设计209

12.5.1　焊接接头的基本形式209

12.5.2　焊接坡口形式设计210

12.5.4　压力容器焊接结构设计的基本原则211

12.5.3　压力容器焊接接头的分类211

12.5.5　容器焊接接头的坡口设计的基本原则212

习题213

第13章　管壳式换热器214

13.1　管壳式换热器的基本型式214

13.1.1　概述214

13.1.2　管壳式换热器的结构类型214

13.2　管壳式换热器的结构设计217

13.2.1　换热管217

13.2.2　管板217

13.2.3　换热管在管板上的排列218

13.2.4　换热管与管板间的联接219

13.2.5　管板与壳体的联接220

13.2.6　管箱与管程分程221

13.2.8　折流板、支撑板、旁路挡板222

13.2.7　挡板与导流筒222

13.2.9　膨胀节223

13.3　管壳式换热器设计与选择224

13.3.1 固定管板式换热器的工艺计算及基本参数的确定224

13.3.2　换热器的型号225

习题226

第14章　塔式容器228

14.1　概述228

14.2　塔式容器的结构设计228

14.2.1　板式塔结构228

14.2.2　填料塔结构236

14.3　塔的强度计算242

14.3.1　塔的受载分析242

14.3.2　塔的应力校核246

习题250

第15章　搅拌反应器252

15.1　反应器壳体及传热元件的设计253

15.1.1　壳体设计253

15.1.2　传热元件设计254

15.2　搅拌器设计257

15.2.1　搅拌器的基本型式257

15.2.2　搅拌器的选择259

15.2.3　搅拌挡板260

15.3　传动装置和搅拌轴及轴封261

15.3.1　传动装置261

15.3.2　搅拌轴262

15.3.3　轴封263

习题266

附录1　型钢尺寸规格表267

附录2　简单截面图形的几何性质表281

附录3　钢板许用应力283

附录4　钢管许用应力285

附录5　钢板常用的规格及钢材的E和a287

附录6　椭圆形封头（JB/T 4737—95）288

附录7　甲型平焊容器法兰290

附录8　乙型平焊容器法兰292

附录9　压力容器法兰用非金属垫片（JB4704—92）294

附录10　管法兰295

附录11　耳式支座300

附录12　鞍式支座（JB/T4712—92）301

附录13　视镜（HGJ 501—86）302

附录14　常压人孔（JB577—79）303

附录15　平盖手孔（JB589—79）306

附录16　补强圈（21506—92）308

附录17　玻璃管液面计（PN1.6）（HG5-227—80）310

参考文献313