第1篇工程力学基础

第1章构件的受力分析

1.1力的概念及性质3

1.1.1力的概念3

1.1.2力的基本性质4

1.2约束与约束反力6

1.2.1柔软体约束6

1.2.2光滑面约束6

1.2.3光滑铰链约束7

1.2.4固定端约束8

1.3受力图8

1.4平面汇交力系的合成与平衡条件9

1.4.1平面汇交力系的几何法与平衡条件10

1.4.2平面汇交力系合成的解析法与平衡条件10

1.5平面力偶系的合成与平衡条件12

1.5.1力矩12

1.5.2力偶与力偶矩13

1.5.3平面力偶系的合成与平衡条件14

1.6平面一般力系的合成与平衡条件15

1.6.1力的平移定理15

1.6.2平面一般力系的简化15

1.6.3平面一般力系的平衡条件17

1.7空间力系18

1.7.1力在直角坐标轴上的投影18

1.7.2力对轴的矩19

1.7.3空间力系的平衡方程19

习题20

第2章直杆的拉伸和压缩

2.1杆件变形的基本形式22

2.2轴向拉伸或轴向压缩时的内力23

2.2.1内力的概念23

2.2.2内力求解方法24

2.3轴向拉伸或压缩时的应力24

2.3.1应力的概念24

2.3.2轴向拉伸或轴向压缩时横截面上的应力25

2.3.3轴向拉伸或轴向压缩时斜截面上的应力25

2.4轴向拉伸或轴向压缩时的变形及虎克定律26

2.4.1纵向变形26

2.4.2横向变形27

2.4.3虎克定律27

2.5轴向拉伸或压缩时材料的力学性能29

2.5.1低碳钢拉伸时的力学性能29

2.5.2其他材料拉伸时的力学性能31

2.5.3材料在压缩时的力学性能32

2.5.4材料的许用应力32

2.6轴向拉伸或轴向压缩时的强度计算33

习题34

第3章直梁的弯曲

3.1平面弯曲的概念及梁的分类36

3.1.1平面弯曲的概念37

3.1.2梁的分类37

3.2直梁弯曲时的内力分析37

3.2.1剪力和弯矩37

3.2.2剪力图和弯矩图39

3.3纯弯曲时梁横截面上的正应力和弯曲强度计算41

3.3.1纯弯曲时梁横截面上的正应力41

3.3.2梁的弯曲强度计算45

3.3.3提高梁弯曲强度的主要途径47

3.4梁的弯曲变形与刚度校核49

3.4.1挠度和转角49

3.4.2梁的挠曲线近似方程50

3.4.3用叠加法求梁的变形51

3.4.4梁弯曲时的刚度校核52

习题52

第4章剪切与圆轴的扭转

4.1剪切与挤压54

4.1.1切应力及强度条件54

4.1.2挤压应力及强度条件55

4.1.3纯剪切与切应力互等定理57

4.1.4切应变与剪切虎克定律57

4.2圆轴扭转时的外力和内力58

4.2.1扭转变形的概念58

4.2.2外力偶矩的计算58

4.2.3扭转时横截面上的内力59

4.3圆轴扭转时横截面上的应力59

4.3.1轴的扭转变形实验及假设59

4.3.2圆轴扭转时横截面上的应力计算60

4.4圆轴扭转时的强度和刚度条件62

4.4.1圆轴扭转时的强度条件62

4.4.2圆轴扭转时的刚度条件63

习题64

第5章复杂应力状态下的强度计算

5.1应力状态的概念66

5.2广义的虎克定律68

5.3强度理论69

5.3.1材料破坏的主要形式69

5.3.2四种常用的强度理论69

5.4组合变形时杆件的强度计算70

5.4.1弯曲与拉伸或压缩组合变形的强度计算70

5.4.2弯曲与扭转组合变形的强度计算71

习题74

第6章压杆的稳定性

6.1压杆稳定性的概念76

6.2压杆的临界力及临界应力77

6.2.1压杆的临界力77

6.2.2压杆的临界应力78

6.3压杆的稳定性计算80

习题82

第2篇薄壁容器设计

第7章概述

7.1压力容器的结构和特点86

7.2压力容器的分类87

7.3容器机械设计的基本要求89

7.4容器的零部件标准化90

习题91

第8章化工设备常用材料

8.1金属材料的基本性能92

8.1.1化学成分92

8.1.2金属材料的基本性能93

8.2碳素钢95

8.2.1碳素钢的分类96

8.2.2碳素钢的性能和使用97

8.3合金钢97

8.3.1合金钢的分类97

8.3.2低合金钢98

8.3.3不锈钢和耐热钢98

8.4压力容器用钢99

8.4.1钢板100

8.4.2钢管100

8.4.3锻件100

8.5铸铁101

8.5.1铸铁分类101

8.5.2压力容器用铸铁102

8.6有色金属102

8.6.1铝及铝合金102

8.6.2铜及铜合金102

8.6.3钛及钛合金103

8.6.4镍及镍合金104

8.6.5铅及铅合金104

8.7非金属材料105

8.7.1有机非金属材料105

8.7.2无机非金属材料106

8.7.3复合材料106

习题107

第9章内压薄壁容器的应力分析

9.1回转薄壳的薄膜应力分析108

9.1.1回转壳体的几何特性108

9.1.2回转薄壳的无力矩与有力矩概念109

9.1.3回转薄壳的薄膜应力分析110

9.2回转薄壳的薄膜应力计算111

9.2.1承受气体压力的壳体111

9.2.2承受液体静压力的壳体114

9.3边缘应力及其特点114

9.3.1边缘应力的产生114

9.3.2边缘应力的特性115

9.3.3设计中对边缘应力的处理116

9.4压力容器应力分类及分析设计简介116

9.4.1压力容器的应力分类117

9.4.2应力强度及其基本许用应力118

9.4.3分析设计法对各类应力强度的限制118

习题118

第10章内压容器设计

10.1内压圆筒的强度计算120

10.2内压球壳的强度计算121

10.3设计参数的确定122

10.3.1设计压力和计算压力122

10.3.2设计温度122

10.3.3焊接接头系数122

10.3.4厚度附加量123

10.3.5许用应力和安全系数123

10.3.6最小厚度123

10.4压力试验124

10.5凸形封头的强度计算125

10.5.1半球形封头125

10.5.2椭圆形封头126

10.5.3碟形封头126

10.5.4球冠形封头127

10.6锥形封头的强度计算128

10.6.1锥壳厚度128

10.6.2受内压无折边锥壳129

10.6.3受内压折边锥壳131 2100433B