《过程设备设计基础》1.1物体的受力分析及其平衡条件;1.2直杆的拉伸和压缩20

1过程设备设计基础及课程设计一、理论教学环节（32学时）

1.课程名称：过程设备设计基础2.参考教材：过程装备基础3.主要内容：工程力学、设备材料、容器设计、塔设计、管壳式换热器设计、搅拌反应釜设计二、实践教学环节（1周学时）1.课程名称：过程设备设计基础课程设计;2.参考教材：相关设计标准等;3.课设题目：塔设计、管壳式换热器设计、搅拌反应釜设计.第一章工程力学生产中使用的任何机器或设备的构件，应该满足适用、安全和经济三个基本要求。在安全方面，设计时必须满足以下三方面要求：１.足够的强度，保证在外力作用下不致破坏；

２.足够的刚度，保证在外力作用下不发生过大变形;

３.足够的稳定性，保证构件在外力作用下不致突然失去原来的形状。

工程力学就是研究构件在外力作用下变形和破坏的规律，为设计构件时选择适当材料和尺寸，以保证能够达到以上3方面要求。本章内容主要为：

1.研究构件受力的情况，进行受力大小的计算；

2.研究材料的机械性能和构件受力变形与破坏的规律，进行构件强度、刚度和稳定性的计算。2第一节物体的受力分析及其平衡条件1.力的概念和基本性质2.力矩力偶3.物体的与受力分析及受力图4.平面力系的平衡方程式3第二节直杆的拉伸和压缩一、对变形固体作的三个假设

连续性假设、均匀性假设、各向同性假设456二、杆件基本变形1、拉伸、压缩2、弯曲3、剪切4、扭转5、拉伸与压缩、扭转、弯曲组合7（一）工程实例8（二）拉伸和压缩时横截面上的内力、应力1、附加内力：简称内力2、截面法（注：轴力规定拉为正，压为负）3、正应力σ9（三）应力集中在截面突变处应力局部增大的现象称为应力集中。10（四）应变的概念1.线应变或应变：2.γ为剪应变或角应变，弧度:

(剪应变γ由剪应力τ决定)

（线应变ε由正应力σ决定）11三、拉伸和压缩时材料的机械性质（一）拉伸和压缩试验室温、静载（缓慢加载）、小变形等条件.金属标准试件：圆截面长试件标距L=10d；短试件L=5d，d=10mm。12（二）低碳钢的拉伸实验及其力学性能1、弹性变形阶段（虎克定律）(E弹性模量，低碳钢(2.0-2.1)×105MPa,EA抗拉刚度)2、屈服阶段、屈服极限σS

3、强化阶段、强度极限σb

4、颈缩阶段（局部变形阶段）13（1）延伸率：

（δ≥5%为塑性材料；δ<5%为脆性材料。低碳钢：20-30%，铸铁：1%）`

（2）截面收缩率ψ

：（低碳钢：60%）14反映材料力学性能的主要指标：强度性能：抵抗破坏的能力，用σs和σb表示.弹性性能：抵抗弹性变形的能力，用E表示.塑性性能：塑性变形的能力，用延伸率δ和截面收缩率ψ表示.低碳钢压缩的应力-应变图15（三）铸铁拉伸\压缩的应力-应变图16塑性材料和脆性材料机械性能的主要区别

1.塑性材料在断裂时有明显的塑性变形；脆性材料在断裂时变形很小。2.塑性材料在拉伸和压缩时的弹性极限、屈服极限和弹性模量都相同，抗拉和抗压强度相同；

脆性材料的抗压强度远高于抗拉强度。1718（四）温度对材料力学性能的影响1、高温的影响（1）高温对短期静载试验的影响19（2）高温对长期加载的影响

碳钢超过200，外力不变，但变形随时间的延续而不断增长，不可恢复。

蠕变条件：高温和应力2、低温的影响

低碳钢的弹性极限和屈服极限有所提高，但延伸率降低，变脆。四、拉伸和压缩的强度条件（一）极限应力、许用应力和安全系数

1）极限应力σ0，许用应力[σ]：（安全系数n，其值恒大于1。ns=1.5～2.0