《化工设备机械基础B》课程教学大纲（本科）

1、化工设备机械基础BBase of Chemical Equipment and Machine B课程代码：13410032学 分：3学 时：48 （其中：课堂教学学时：48实验学时：0上机学时：0课程实践 学时：0）先修课程：高等数学、机械制图、普通物理学。适用专业：制药工程与工艺教 材：化工设备机械基础，赵军主编，化学工业出版社，2016年第三版。一、课程性质与课程目标（一）课程性质化工设备机械基础是化工工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课，包括工程力学基础 （静力学、材料力学）、化工设备设计基础和机械传动三大局部。其任务是使学生掌握相关的基本理 论、基本知识以及设计的基本方法，为从事化

2、工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。（二）课程目标.能运用基本原理证实、解决复杂工程问题方案的合理性，能正确表达一个工程问题的解决方 案。掌握中低压容器设计的基本理论和基本方法。熟悉材料力学基本知识、薄膜理论、常用的金属 材料、内压容器设计、外压容器设计、标准件选择方法。.能够运用化工常用的制图、模拟设计软件等工具解决复杂化学工程问题。具备化工生产中常 见的杆件、内压容器和外压容器的设计、校核能力。.能够将经济决策、管理原理应用于化学工程问题的表述中，将化工工程问题上升到理论阶段。 工程力学是课程教学的核心内容，是学好其他局部内容的基础。通过学习使学生掌握相关的基本理 论、基本知识以及

3、设计的基本方法，为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点1-2、3-2。1.毕业要求1-2:能够运用相关的工程基础知识区分制药工程实践中出现的设备、工艺和流程等章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上 机课程 实践小 计第。章20002讲授法、讨论法1、2第一章40004讲授法、讨论法1、2第二章60006讲授法、演示法1、2、3第三章40004讲授法、演示法1、2、3第四章40004讲授法、

4、演示法1、2、3第五章40004讲授法、讨论法1、2第六章30003讲授法、讨论法2、3第七章30003讲授法、讨论法1、2、3第八章40004讲授法、讨论法2、3第九章40004讲授法、讨论法2、3第十章30003研究型教学方法2、3第十一章30003研究型教学方法2、3第十二章40004研究型教学方法2、3合计4800048四、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课堂表现和出勤问题回答和抽查点名0.1缺勤1次扣10分；请假1次扣5分（百分制）平时作业按时、独立和正确性0.1各章作业实际得分折百计算期末考试闭卷0.8卷面成绩五、参考书目及学习资料L化工容器设计，王志文、蔡仁良编，化学工业出版

5、社，2005年第三版。2. GB 150-2011 压力容器，2012年3月1日实施。六、大纲说明1、以基本理论为主，注重应用。2、习题量适中，注重代表性，要求独立完成，按时完成。2017年7月6日问题。2.毕业要求3-2:能够根据目标选取适当的设备与基础工艺，并确定研发方案。课程目标毕业要求指标课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求1-27q毕业要求3-2注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入也可标注“H、M、L-o二、课程内容与教学要求第一篇工程力学基础第0章概述(-)课程内容.机械运动、静力学和材料力学的概念；.材料力学解决的三大问题“强度、刚度和稳定性”的含义；.常用构件的形

6、状：板、杆、块。(二)教学要求.掌握机械运动、静力学和材料力学的概念；.掌握材料力学解决的三大问题“强度、刚度和稳定性”的含义;.掌握常用构件的形状：板、杆、块。(三)重点与难点.重点概念局部、材料力学的“强度、刚度和稳定性”等三大问题。.难点材料的强度、刚度和稳定性。第一章物体的受力分析和静力平衡方程(-)课程内容.静力学基本概念；.约束和约束反力；.别离体和受力图；.力的投影、合力投影定理；.力矩、力偶；.力的平移；.平面力系的简化、合力矩定理；.平面力系的平衡方程；.空间力系；（二）教学要求.掌握力、刚体、平衡等静力学基本概念；.掌握约束和约束反力概念；.掌握画受力图画法；.掌握合力投影

7、定理；.掌握力矩、力偶和力的平移；.掌握力的平移、平面力系的简化和合力矩定理；.掌握并熟练应用平面力系的平衡方程；. 了解空间力系。（三）重点与难点.重点静力学基本概念、受力图收力图、力线的平移和平面力系的平衡方程。.难点约束和约束反力、力线的平移、平面力系的平衡方程。第二章拉伸、压缩与剪切（一）课程内容.轴向拉伸与压缩的概念和实例；.轴向拉伸或压缩时横截面上的内力；.轴向拉伸或压缩时横截面上的应力；.轴向拉伸与压缩时的变形；.材料在拉伸和压缩时的力学性能；.拉伸和压缩的强度计算基本要求；.应力集中的概念;.剪切与挤压的实用计算。（二）教学要求.掌握直杆轴向拉伸及压缩的内力和应力的求解；.掌握

8、直杆轴向拉伸和压缩时的变形的求解；.掌握材料在拉伸和压缩时的力学性能；. 了解应力集中的概念；.熟悉剪切与挤压的实用计算。（三）重点与难点.重点内力和应力的概念、杆件拉伸的力学性能、拉伸强度计算；比例极限、屈服极限、强度 极限、延伸率和断面收缩率等。.难点拉伸的力学性能及材料拉伸过程中现象、拉伸过程的四个阶段和现象特征点；滑移和冷 作硬化现象。第三章扭转（一）课程内容.扭转的概念和实例；.扭转时外力和内力的计算；.纯剪切；.圆轴扭转时的应力；.圆轴扭转时的强度条件；.圆轴扭转时的变形和刚度条件；（二）教学要求.掌握扭转时外力和内力的计算；.掌握扭转时的强度条件及其应用，了解圆轴的变形、刚度条件

9、；（三）重点与难点.重点相关概念、内力计算；纯剪切模型、剪应力互等定理；扭转变形的强度和刚度条件和应用;.难点纯剪切和剪应力互等、扭转变形的强度和刚度条件的应用。第四章弯曲（一）课程内容.弯曲的概念和实例；.剪力和弯矩；.剪力图和弯矩图；.纯弯曲时梁横截面上的正应力；.惯性矩的计算；.弯曲正应力的强度条件；.梁弯曲时切应力；.弯曲变形；.提高粱弯曲强度和刚度措施。（二）教学要求. 了解弯曲的概念和实例；.掌握剪力和弯矩方程的求解；.熟悉掌握作剪力图和弯矩图的方法；.掌握纯弯曲时梁横截面上的正应力概念及惯性矩的计算；.熟悉掌握弯曲变形及强度校核；. 了解纯弯曲时梁横截面上的切应力概念；. 了解掌

10、握梁的弯曲变形及提高粱弯曲强度和刚度措施。（三）重点与难点.重点相关概念、内力计算；剪力图和弯矩图；纯弯曲粱上的正应力分布、惯性矩；挠度、转 角和挠曲线确实定。.难点粱弯曲内力图剪力图和弯矩图、粱弯曲强度和刚度计算。第五章应力状态分析强度理论组合变形（一）课程内容.应力状态的概念；.平面应力状态分析；.三向应力状态简介、广义虎克定律；.强度理论；.组合变形的强度计算。（二）教学要求. 了解三向应力状态；.掌握广义虎可定律，四个强度理论；.熟悉组合变形及其计算。（三）重点与难点.重点相关概念、广义胡克定律、强度力理论。.难点一点的应力状态、平面应力状态、四大强度理论、组合变形的计算。第六章疲劳（

11、-）课程内容.交变应力的概念；.疲劳的概念；.持久极限；.提高构件疲劳强度的措施。（二）教学要求.掌握交变应力和疲劳概念及工程现象；. 了解持久极限和提高构件疲劳强度的措施。（三）重点与难点.重点相关概念、持久极限。.难点 持久极限。第二篇化工设备设计基础第七章概述(一)课程内容.容器的结构与分类；.容器机械设计的基本要求；.容器的标准化设计；.化工容器常用金属材料的基本性能。(-)教学要求. 了解设计及标准化的基本要求；.掌握容器的结构与分类及过程设备常用金属材料的基本性能。(三)重点与难点.重点容器的结构与分类、容器机械设计的基本要求、容器的标准化设计。.难点常用金属材料的基本性能。第八章

12、内压薄壁容器设计基础(-)课程内容.回转壳体的几何特征；.回转壳体的薄膜应力分析；.典型回转壳体的应力分析；.内压圆筒边缘应力的概念。(-)教学要求.掌握内压薄壁容器的设计及薄壁容器的几何特征；.掌握回转壳体薄膜应力分析；. 了解边缘应力概念。(三)重点与难点.重点回转体、薄膜应力理论、边缘应力等。.难点薄膜应力理论及其应用范围、边缘应力的特点和处理方法。第九章内压薄壁圆筒和球壳设计（一）课程内容.概述；.内压薄壁圆筒和球壳强度计算；.容器的压力试验。（二）教学要求.掌握内压薄壁圆筒的设计；.了解薄壁圆筒和球壳的儿何特征和压力试验。（三）重点与难点.重点内压薄壁圆筒和球壳强度计算。.难点内压薄壁圆筒和球壳强度计算。第十章内压容器封头的设计（一）课程内容.凸形封头；.锥形封头；.平板封头；.封头的结构特性及选择。（-）教学要求掌握凸形封头、锥形封头、平板封头的特征、设计及选择。（三）重点与难点.重点封头的分类和优缺点、封头强度设计。.难点封头强度设计。第十一章外压容器设计基础（一）课程内容.概述；.临界压力Pre；.外压容器设计方法及要求；.外压球壳与凸形封头的设计；.加强圈的作用与结构。（二）教学要求熟悉外压容器设计图算法及要求。（三）重