過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)

前言

《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》是過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)生最重要的專業(yè)課程之一，是一門以固體力學(xué)作為基礎(chǔ)的課程。然而，鑒于專業(yè)課程學(xué)時(shí)的限制，目前已有教材中所涉及的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)普遍過(guò)于簡(jiǎn)單，不利于學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)思想和技術(shù)的理解和掌握。本書是對(duì)有關(guān)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)方面的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的整合、深化和補(bǔ)充，既保持了固體力學(xué)體系的系統(tǒng)性和連續(xù)性，又避免了個(gè)別內(nèi)容的交叉和重復(fù)；內(nèi)容精煉、結(jié)構(gòu)緊湊、重點(diǎn)突出、深度適宜，與當(dāng)前已有相關(guān)教材中的力學(xué)內(nèi)容相比，不僅強(qiáng)化了基礎(chǔ)，而且還大大地減少了篇幅，有效地增加了教學(xué)信息量，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)教學(xué)改革起到了一定的積極作用。本書在內(nèi)容編排上，力求淺入深出、循環(huán)漸進(jìn)、概念明確、思路清晰、重點(diǎn)突出，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)在表達(dá)方式上作了改進(jìn)，例如：對(duì)彈性力學(xué)平面問(wèn)題重點(diǎn)突出應(yīng)力解法，而對(duì)空間軸對(duì)稱問(wèn)題則側(cè)重位移解法；為闡明工程中對(duì)拉彎組合應(yīng)力的限制條件，在分析得出梁在拉彎組合作用下達(dá)到塑性極限狀態(tài)時(shí)的破壞條件的同時(shí)，導(dǎo)出了相應(yīng)的強(qiáng)度條件，并標(biāo)繪在以拉、彎無(wú)量綱應(yīng)力為坐標(biāo)的圖中，有利于學(xué)生對(duì)工程設(shè)計(jì)條件的理解；在介紹圓板軸對(duì)稱彎曲的疊加解法時(shí)，提出了載荷分解和區(qū)域分割兩種方法；在旋轉(zhuǎn)薄殼邊緣問(wèn)題的求解中，通過(guò)引入作用與反作用關(guān)系，增強(qiáng)了對(duì)“橫推力”概念的理解，有效地改善了原有解法中存在的不足。本書除側(cè)重基本理論外，還特別注重理論與工程應(yīng)用的緊密結(jié)合，并輔以大量的例題和習(xí)題。例題和習(xí)題聯(lián)系工程實(shí)際，有利于增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和工作能力的培養(yǎng)。為了照顧初學(xué)者的水平，書中的某些理論分析和公式推導(dǎo)比較詳細(xì)，這對(duì)于已具備這方面知識(shí)的讀者顯得有些繁瑣，而對(duì)于相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)欠缺的讀者又覺(jué)得有些困難。這類讀者可以越過(guò)這些內(nèi)容閱讀其他部分。本書第1-2章由蔣文春編寫；第3-6章由李國(guó)成編寫；全書由李國(guó)成統(tǒng)稿。本書在編寫過(guò)程中，得到了中國(guó)石化出版社領(lǐng)導(dǎo)和責(zé)任編輯的大力支持和悉心指導(dǎo)，在此一并表示誠(chéng)摯的感謝！由于作者水平所限，書中的不足和錯(cuò)誤在所難免，懇切希望廣大讀者朋友批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書為過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論教學(xué)用書，全面系統(tǒng)地闡述了過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)相關(guān)的力學(xué)知識(shí)與基本理論。全書共分六章，主要內(nèi)容包括：彈性力學(xué)基礎(chǔ)、塑性力學(xué)簡(jiǎn)介、薄板理論、旋轉(zhuǎn)薄殼理論、外壓殼體的穩(wěn)定性分析和壓力容器的低周疲勞。    本書結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)容翔實(shí)、深入淺出。除側(cè)重基本理論外，還特別注意理論與工程應(yīng)用的結(jié)合，并輔以適當(dāng)?shù)睦}和習(xí)題。    本書可供從事過(guò)程工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)、管理及安全評(píng)定等方面的工程技術(shù)人員使用，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

第1章  彈性力學(xué)基礎(chǔ)  §1．1  彈性力學(xué)的任務(wù)、分析方法及有關(guān)概念    §1．1．1  彈性力學(xué)的任務(wù)與基本假設(shè)    §1．1．2  彈性力學(xué)的研究對(duì)象和分析方法    §1．1．3有關(guān)基本概念  §1．2  彈性力學(xué)的平面問(wèn)題    §1．2．1  平面應(yīng)力與平面應(yīng)變    §1．2．2  平面問(wèn)題的基本方程    §1．2．3  平面問(wèn)題的邊界條件    §1．2．4  圣維南原理    §1．2．5  平面問(wèn)題的解法    §1．2．6  常體力情況與應(yīng)力函數(shù)    §1．2．7  逆解法和半逆解法  §1．3  彈性力學(xué)平面問(wèn)題的極坐標(biāo)解答    §1．3．1  極坐標(biāo)下的基本方程    §1．3．2  極坐標(biāo)下的應(yīng)力函數(shù)與相容方程    §1．3．3  平面軸對(duì)稱問(wèn)題    §1．3．4  解法舉例  §1．4  彈性力學(xué)空間軸對(duì)稱問(wèn)題    §1．4．1  空間軸對(duì)稱問(wèn)題的基本方程    §1．4．2  空間軸對(duì)稱問(wèn)題的位移法解    §1．4．3  受內(nèi)、外壓作用的單層厚壁圓筒    §1．4．4  熱應(yīng)力問(wèn)題    §1．4．5  熱套式厚壁圓筒的應(yīng)力分析    §1．4．6  層板包扎式厚壁圓筒的應(yīng)力分析  習(xí)題第2章  塑性力學(xué)簡(jiǎn)介  §2．1  簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)下的塑性力學(xué)問(wèn)題    §2．1．1  基本試驗(yàn)結(jié)果與塑性變形規(guī)律    §2．1．2  應(yīng)力一應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化模型    §2．1．3  簡(jiǎn)單梁的極限載荷分析    §2．1．4  極限設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與安定性概念  §2．2  復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的彈塑性力學(xué)問(wèn)題    §2．2．1  屈服條件    §2．2．2  厚壁圓筒的彈塑性分析    §2．2．3  自增強(qiáng)彈一塑性界面半徑的確定  習(xí)題第3章  薄板理論  §3．1  薄板的基本概念與假設(shè)  §3．2  圓板軸對(duì)稱彎曲基本方程    §3．2．1  平衡方程    §3．2．2  幾何關(guān)系    §3．2．3  物理方程    §3．2．4  彈性撓曲微分方程  §3．3  圓板的計(jì)算    §3．3．1  受均布載荷和彎矩作用的圓板    §3．3．2  受均布彎矩和剪力作用的環(huán)板    §3．3．3  圓板計(jì)算的疊加方法  §3．4  形薄板計(jì)算簡(jiǎn)介  習(xí)題第4章  旋轉(zhuǎn)薄殼理論  §4．1  旋轉(zhuǎn)薄殼的基本概念    §4．1．1  旋轉(zhuǎn)薄殼的幾何概念    §4．1．2  基本假設(shè)    §4．1．3  外力與內(nèi)力  §4．2  旋轉(zhuǎn)薄殼的無(wú)力矩理論    §4．2．1  無(wú)力矩理論的基本方程    §4．2．2  典型殼體的薄膜應(yīng)力    §4．2．3  旋轉(zhuǎn)薄殼的薄膜變形分析    §4．2．4  無(wú)力矩理論的應(yīng)用條件  §4．3  乏轉(zhuǎn)薄殼的邊緣問(wèn)題一有力矩理論    §4．3．1  圓柱殼邊緣彎曲基本方程    §4．3．2  圓柱殼的邊緣彎曲解    §4．3．3  一般旋轉(zhuǎn)殼體的邊緣彎曲解    §4．3．4  邊緣力系求解與應(yīng)力計(jì)算    §4．3．5  邊緣應(yīng)力的性質(zhì)及在設(shè)計(jì)中的考慮  習(xí)題第5章  外壓殼體的穩(wěn)定性分析  §5．1  外壓殼體的失穩(wěn)與臨界壓力    §5．1．1  外壓殼體的失穩(wěn)    §5．1．2  臨界壓力與臨界壓應(yīng)力  §5．2  外壓圓筒的彈性失穩(wěn)分析    §5．2．1  外壓圓環(huán)的臨界壓力    §5．2．2  徑向外壓長(zhǎng)圓筒的臨界壓力    §5．2．3  徑向外壓短圓筒的臨界壓力    §5．2．4  長(zhǎng)短圓筒的臨界長(zhǎng)度    §5．2．5  軸向壓縮載荷及徑向外壓聯(lián)合作用下的失穩(wěn)    §5．2．6  形狀缺陷對(duì)圓筒穩(wěn)定性的影響  §5．3  其他回轉(zhuǎn)薄殼的臨界壓力    §5．3．1  外壓球殼的臨界壓力    §5．3．2  碟形殼和橢球殼的臨界壓力    §5．3．3  錐殼的臨界壓力  習(xí)題第6章  壓力容器的低周疲勞  §6．1  疲勞破壞的有關(guān)概念    §6．1．1  疲勞破壞的特征    §6．1．2  交變應(yīng)力的循環(huán)特征    §6．1．3  高周疲勞曲線與疲勞極限    §6．1．4等疲勞壽命曲線  §6．2  低周疲勞曲線    §6．2．1  低周疲勞與高周疲勞的聯(lián)系與區(qū)別    §6．2．2  低周疲勞曲線方程    §6．2．3  低周疲勞設(shè)計(jì)曲線  §6．3  平均應(yīng)力對(duì)低周疲勞曲線的影響及其修正    §6．3．1  低周疲勞中的平均應(yīng)力    §6．3．2  考慮平均應(yīng)力影響的疲勞壽命計(jì)算    §6．3．3  低周疲勞曲線的修正  §6．4  復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下等效交變應(yīng)力幅值的計(jì)算    §6．4．1  基于彈性分析的Sa計(jì)算    §6．4．2  基于彈塑性分析的a計(jì)算  §6．5疲勞累積損傷準(zhǔn)則  習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：§1.1.1彈性力學(xué)的任務(wù)與基本假設(shè)彈性力學(xué)是研究可變形固體（簡(jiǎn)稱變形體或物體）在彈性范圍內(nèi)由于外力的作用或溫度的變化而產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和位移及其分布規(guī)律的一門學(xué)科，是固體力學(xué)的一個(gè)重要分支，其基本任務(wù)是解決工程實(shí)際結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題。就其任務(wù)而言，彈性力學(xué)與材料力學(xué)是相似的，因此材料力學(xué)中有關(guān)材料的均勻連續(xù)假設(shè)和各向同性假設(shè)，以及關(guān)于變形體的小變形假設(shè)也適用于彈性力學(xué)。即：（1）均勻連續(xù)假設(shè)即認(rèn)為整個(gè)物體體積內(nèi)毫無(wú)空隙地充滿了均勻的同種物質(zhì)，由此所有物理量，如應(yīng)力、應(yīng)變、位移和密度等，都可以表示成坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)。（2）各向同性假設(shè)即認(rèn)為物體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的物理性質(zhì)，如彈性模量、泊松比和彈性極限等，在各個(gè)方向都相同，不隨方向的變化而變化。（3）小變形假設(shè)假定變形體在外部載荷作用下的變形與其本身尺寸相比很小，以至于在考慮各部分的受力平衡時(shí)，可以不考慮由于變形引起的尺寸改變。換句話說(shuō)，可以用變形前的尺寸代替變形后的尺寸，反之亦然；在考慮幾何關(guān)系時(shí)，可以略去位移項(xiàng)的高階微量，使方程成為線性?！?.1.2彈性力學(xué)的研究對(duì)象和分析方法彈性力學(xué)與材料力學(xué)雖都屬于固體力學(xué)的范疇，但在研究對(duì)象和分析方法上二者是不同的。材料力學(xué)僅限于研究細(xì)長(zhǎng)的桿狀構(gòu)件和比較簡(jiǎn)單的桿件系統(tǒng)，并且除了上述對(duì)變形體所作的基本假設(shè)外，還采用了關(guān)于截面變形或應(yīng)力分布之類的假設(shè)，如梁彎曲問(wèn)題中的直法線假設(shè)等，因此可采用截面法來(lái)建立分析求解的基本方程；而彈性力學(xué)適于研究各種三維實(shí)體結(jié)構(gòu)，但因其幾何形狀和受力的復(fù)雜性，一般不能采用截面變形或應(yīng)力分布之類的假設(shè)，只能從微小的單元體人手來(lái)建立分析求解的基本方程。

編輯推薦

《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)》：高等院校“十一五”規(guī)劃教材

圖書封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ) PDF格式下載

---