化工机械设计基础.docx
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化工机械设计基础
《化工机械设计基础》
课程名称:
化工机械设计基础
英文名称:
课程编号:
课程类别:
专业选修课
学时/学分:
34学时/2学分;理论学时:
119学时
开设学期:
七
开设单位:
化学化工学院
适用专业:
应用化学
说明
一、课程性质与说明
1.课程性质
专业选修课
2.课程说明
《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部分。
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,为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。
二、教学目标
通过本课程的学习,使学生达到以下基本要求:
1.掌握工程力学的基本理论。
2.掌握化工常用设备设计与分析的方法。
3.培养实际分析问题的能力。
4.学习上要理清概念,学会应用
5.培养认真负责、一丝不苟和严谨求实的工程素养。
三、学时分配表
章序
章题
讲授学时
实践
学时
上机学时
小计
第一章
物体的受力分析和静力平衡方程
6
6
第二章
拉伸、压缩与剪切
4
4
第三章
扭转
2
2
第四章
弯曲
2
2
第五章
应力状态分析、强度理论和组合变形
2
2
第六章
疲劳
2
2
第七章
金属学—化工机械常用材料
2
2
第八章
化工设备设计基础概述
2
2
第九章
内压薄壁容器设计基础
4
4
第十章
内压薄壁圆筒和球壳设计
2
2
4
第十一章
内压容器封头的设计
2
2
4
第十二章
外压容器设计基础
2
1
3
第十三章
容器零部件
2
2
4
合计
34
7
41
四、教学教法建议
本课程的教学应贯彻应用性原则和重视素质培养原则。
要求理论分析与设计方法相结合,理论教学主要是讲清概念,学会应用,对数学推导一般不作演绎。
要重视分析实例、课堂讨论、习题等教学环节,同时将课程内容与生产实习、课程设计、毕业设计相结合,培养学生理论联系实际的能力。
五、课程考核及要求
1.考核方式:
考试(√)
2.成绩评定:
计分制:
百分制(√)
成绩构成:
总成绩=平时考核10%+中期考核30%+期末考核60%
六、参考书目
[1]赵军等编.《化工设备机械基础》.北京:
化学工业出版社,2000.
[2]陈经梅等编.《化工轻工机械设计基础》.浙江:
浙江大学出版社,1994.
[3]潘永亮主编.《化工设备机械设计基础》.北京:
科学出版社,1999.
[4]董大勤主编.《化工设备机械基础》.北京:
化学工业出版社,2002.
本文
第一章物体的受力分析和静力平衡方程
教学目标:
1.掌握静力学基本概念。
2.掌握力的投影及合理投影订立。
3.掌握受力图的应用。
教学时数:
6学时
教学内容:
1.静力学基本概念
2.约束与约束反力,受力图
3.分离体的受力图
4.力的投影、合力投影定理
5.力矩、力偶
6.力的平移
7.平面力系的简化、合力矩定理
8.平面力系的平衡方程
9.空间力系
教学重点:
约束、约束反力和一般力系的简化
教学难点:
受力图和力系平衡方程的应用
考核要点:
根据所学知识能够掌握受力图和力系平衡方程的应用。
第二章拉伸、压缩与剪切
教学目标:
1.掌握拉伸和压缩强度的计算。
2.掌握剪切、挤压的实用计算。
教学时数:
4学时
教学内容:
1.轴向拉伸、压缩的概念
2.材料在拉伸和压缩时的力学性能
3.拉伸和压缩的强度计算,许用应力和安全系数
4.应力集中的概念
5.剪切、挤压的实用计算
教学重点:
轴力、应力、应变和截面法的概念,拉伸与压缩的强度计算,剪切和挤压的实用计算
教学难点:
分析低碳钢在受力和变形过程中所表现的力学性质
考核要点:
会分析材料在受力和变形过程中所表现的力学性质,掌握拉伸与压缩的强度计算,剪切和挤压的实用计算。
第三章扭转
教学目标:
1.掌握扭转时内外力计算。
2.掌握圆轴扭转的特点。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.扭转的概念和实例
2.扭转时外力和内力的计算
3.纯剪切
4.圆轴扭转时的应力
5.圆轴扭转时的强度条件
6.圆周扭转时的变形和刚度条件
教学重点:
应用扭转强度、刚度条件进行圆轴的设计和校核
教学难点:
应用扭转强度、刚度条件进行圆轴的设计和校核
考核要点:
掌握圆轴扭转时的变形和应力分析。
第四章弯曲
教学目标:
1.掌握弯曲的基本理论概念。
2.掌握剪力图及弯矩图的应用。
3.培养实际分析能力。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.弯曲的概念和实例
2.剪力和弯矩
3.剪力图和弯矩图
4.纯弯曲时梁横截面上的正应力
5.惯性矩的计算
6.弯曲正应力的强度条件
7.梁弯曲时的剪应力
8.弯曲变形
9.提高梁弯曲强度和刚度的措施
教学重点:
梁弯曲正应力计算及强度条件的应用;梁弯曲变形计算及刚度条件的应用
教学难点:
剪力图、弯矩图以及梁正应力的分析
考核要点:
掌握梁弯曲正应力计算及强度条件的应用;梁弯曲变形计算及刚度条件的应用。
第五章应力状态分析、强度理论和组合变形
教学目标:
1.掌握应力分析方法。
2.掌握不同组合变形的强度计算。
3.了解强度理论的基本内容。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.应力状态的概念
2.平面应力状态应力分析
3.三向应力状态简介和广义虎克定律
4.强度理论简介
教学重点:
一点主应力状态的概念,平面应力状态时主平面和主应力以及极值剪应力;强度理论及应用;不同组合变形的强度计算方法。
教学难点:
不同组合变形的强度计算方法
考核要点:
掌握强度理论及应用,掌握不同组合变形的强度计算方法。
第六章疲劳
教学目标:
1.了解疲劳产生原因。
2.掌握提高疲劳强度的方法。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.交变应力的概念
2.疲劳的概念
3.持久极限
4.提高构件疲劳强度的措施
教学重点:
疲劳及提高疲劳强度
教学难点:
疲劳及提高疲劳强度
考核要点:
掌握提高疲劳强度的措施。
第七章金属学—化工机械常用材料
教学目标:
1.了解常用的金属材料种类。
2.掌握铁碳平衡状态图及应用。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.金属的晶体结构
2.铁碳合金
3.碳素钢
4.合金钢
5.铸铁
6.铜及铜合金
7.铝及铝合金
教学重点:
铁碳平衡状态图
教学难点:
铁碳平衡状态图
考核要点:
运用铁碳平衡状态图解决实际问题。
第八章化工设备设计基础概述
教学目标:
1.了解化工常见容器结构。
2.掌握简单容器的标准化设计。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.容器的结构和分类。
2.容器机械设计的基本要求。
3.容器的标准化设计。
4.化工容器常用金属材料的基本性能。
教学重点:
容器的标准化设计
教学难点:
容器的标准化设计
考核要点:
掌握容器的标准化设计方法。
第九章内压薄壁容器设计基础
教学目标:
1.了解回转壳体的几何特性。
2.掌握回转壳体的应力分析方法。
教学时数:
4学时
教学内容:
1.回转壳体的几何特性
2.回转壳体薄膜应力分析
3.典型回转壳体的应力分析
4.内压圆筒边缘应力的概念
教学重点:
典型回转壳体的应力分析
教学难点:
回转壳体薄膜应力分析
考核要点:
掌握典型回转壳体应力分析方法。
第十章内压薄壁圆筒和球壳设计
教学目标:
掌握简单薄壁圆筒形容器和球壳的设计。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.内压薄壁圆筒和球壳的设计。
2.容器的压力试验及校核。
教学重点:
薄壁圆筒形容器和球壳的设计
教学难点:
薄壁圆筒形容器和球壳的设计
考核要点:
简单薄壁圆筒形容器和球壳的设计。
第十一章内压容器封头的设计
教学目标:
掌握简单凸形封头的设计方法。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.凸形封头设计
2.锥形封头设计
3.平板封头设计
4.封头的结构特性及选择
教学重点:
凸形(半球形、椭圆形、碟形)封头设计
教学难点:
凸形(半球形、椭圆形、碟形)封头设计
考核要点:
掌握简单凸形(半球形、椭圆形、碟形)封头设计方法。
第十二章外压容器设计基础
教学目标:
1.掌握外压容器设计的基础知识。
2.掌握简单外压容器设计方法。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.概述。
2.临界压力。
3.外压容器设计方法及要求。
4.外压球壳与凸形封头的设计。
5.加强圈的作用与结构。
教学重点:
外压圆筒与椭圆形封头设计的图算法
教学难点:
外压圆筒与椭圆形封头设计的图算法
考核要点:
掌握图算法原理,并运用到外压圆筒与椭圆形封头设计。
第十三章容器零部件
教学目标:
1.了解法兰及法兰结构。
2.了解支座的分类及结构。
3.掌握工业常见容器的设计方法。
教学时数:
2学时
教学内容:
1.法兰连接的组成、密封原理,法兰的结构与分类,影响法兰密封的因素,法兰标准以及选用法兰标准的主要参数。
2.支座的分类和结构。
3.容器开孔补强的设计原则、补强结构的形式、适用的开孔范围和不另行补强的最大开孔直径。
4.容器附件。
教学重点:
容器开孔补强的设计原则、补强结构的形式
教学难点:
容器开孔补强的设计原则、补强结构的形式
考核要点:
简单容器零部件的设计。
执笔:
审核:
修订时间:
2011.7