过程装备力学基础

过程装备力学基础第l章 概述

1．1 各力学学科分支的关系

1．1．1 各力学研究对象

1．1．2 各学科之间的联系与区别

1．2 过程装备力学构成

思考题

参考文献

过程装备力学基础第2章 弹性力学基础

2．1 弹性力学中的基本假设

2．2 弹性力学中的几个基本概念

2．2．1 外力

2．2．2 应力

2．2．3 形变

2．2．4 位移

2．3 弹性力学的基本方程

2．3．1 平衡微分方程

2．3．2 几何方程

2．3．3 物理方程

2．3．4 形变协调方程

2．4 边界条件

2．4．1 位移边界条件

2．4．2 应力边界条件

2．4．3 混合边界条件

2．5 弹性力学平面问题

2．5．1 平面问题分类及基本方程

2．5．2 平面问题的基本方程

2．6 圣维南原理

2．6．1 意义

2．6．2 内容

2．7 弹性力学中的应力函数

2．8 平面问题的笛卡儿坐标解答

2．8．1 逆解法

2．8．2 半逆解法

2．9 弹性力学平面问题的极坐标解答

2．1 0有限单元分析与变分原理

思考题

习题

参考文献

过程装备力学基础第3章 薄板理论

3．1 薄板的基本概念及基本假设

3．2 圆平板的轴对称问题

3．2．1 圆平板轴对称弯曲的基本方程

3．2．2 受均布载荷圆平板的应力分析

3．2．3 承受轴对称载荷的环板

思考题

习题

参考文献

过程装备力学基础第4章 旋转薄壳理论

4．1 基本概念

4．1．1 旋转壳体

4．1．2 外力与内力

4．2 旋转薄壳的无力矩理论

4．2．1 无力矩理论的基本方程

4．2．2 无力矩理论的应用

4．2．3 无力矩理论的应用范围

4．3 旋转薄壳的不连续分析

4．3．1 概述

4．3．2 圆筒形壳体的有力矩理论

4．3．3 一般旋转壳体边缘弯曲的应力和变形表达式

4．3．4 边缘问题的求解

4．3．5 边缘问题求解实例

4．3．6 边缘应力的特点及设计中的应用

思考题

习题

参考文献

过程装备力学基础第5章 有限元法概论

5．1 有限元法的思想

5．2 有限元法的发展历程

5．3 有限元法的特点

5．4 有限元法分析过程概述

5．4．1 结构离散化

第6章 平面问题有限元法

第7章 轴对称问题有限元法

第8章 杆梁问题有限元法

第9章 等参数单位

第10章 有限元分析软件及应用

参考文献

魏秀业编著的《过程装备力学基础》介绍在“过程装备”设计过程中所涉及的工程力学方面的基本理论与基本知识。包括弹性力学的基本概念、基本原理和基本方法；薄板理论、薄壳理论、有限元分析理论、ANSYS软件及其应用。编写过程中，理论知识的编写通俗易懂，对重要的知识点和理论均给出典型例题介绍，在有限元分析部分通过给出求解实例的具体操作步骤，使解题形象化，便于学生快速掌握有限元软件的应用，体现教材的新颖性、实践性和启发性。 《过程装备力学基础》可作为过程装备及控制工程专业的过程装备力学的基础课教材，也可作为机械类、力学类专业的弹性力学及有限元课程的参考教材，还可作为相关专业技术人员的参考资料。

本书介绍在“过程装备”设计中所涉及的工程力学方面的基本理论和基本知识。包括弹塑性理论的有关内容、圆板理论、旋转薄壳理论，机械振动，疲劳设计及断裂力学等。是过程装备及控制工程本科专业的专业基础课程。也可作为相关专业工程技术人员的参考资料。

《过程设备设计力学基础》为过程装备与控制工程专业的基础理论教学用书，全面系统地阐述了过程设备设计相关的力学知识与基本理论。全书共分六章，主要内容包括：弹性力学基础、塑性力学简介、薄板理论、旋转薄壳理论、外压壳体的稳定性分析和压力容器的低周疲劳。

《过程设备设计力学基础》结构紧凑、内容翔实、深入浅出。除侧重基本理论外，还特别注意理论与工程应用的结合，并辅以适当的例题和习题。

《过程设备设计力学基础》可供从事过程工业设备设计、制造、维护、管理及安全评定等方面的工程技术人员使用，也可供大专院校相关专业的师生参考。

第一章弹性力学基本方法和平面问题解答1

第一节弹性力学的内容和基本概念1

一、弹性力学的内容1

二、弹性力学中的几个基本概念1

三、弹性力学基本方程3

第二节弹性力学的平面问题5

一、平面应力和平面应变5

二、平面问题的基本方程6

三、平面问题的边界条件8

四、圣维南原理9

五、平面问题的解法9

六、应力函数11

第三节弹性力学平面问题的极坐标解答14

一、极坐标中的基本方程14

二、平面轴对称问题19

三、解法举例21

习题27

思考题28

参考文献29

第二章厚壁圆筒的弹塑性应力分析30

第一节厚壁圆筒的弹性应力分析30

一、厚壁圆筒的基本方程30

二、厚壁圆筒的应力和位移解34

三、温差应力问题40

四、组合圆筒的应力分析45

第二节厚壁圆筒的弹塑性应力分析49

一、简单应力状态下的弹塑性力学问题50

二、屈服条件53

三、厚壁圆筒的弹塑性分析56

习题64

思考题64

参考文献65

第三章薄板理论66

第一节薄板的基本概念及基本假定66

第二节圆板的轴对称问题67

一、圆板轴对称弯曲的基本方程68

二、受均布载荷圆平板的应力分析72

三、承受轴对称载荷的环板75

习题81

思考题81

参考文献82

第四章旋转薄壳理论83

第一节基本概念83

一、旋转薄壳的几何概念83

二、外力与内力85

第二节旋转薄壳的无力矩理论86

一、无力矩理论的基本方程87

二、无力矩理论的应用90

三、无力矩理论的应用范围97

第三节旋转薄壳的边缘问题98

一、概述98

二、圆筒形壳体的有力矩理论99

三、一般旋转壳体边缘弯曲的应力和变形表达式106

四、边缘问题的求解107

五、边缘问题求解实例108

六、边缘应力的特点与设计中的处理113

习题114

思考题115

参考文献116

第五章高速回转零件的应力分析117

第一节概述117

第二节高速回转圆鼓的应力与变形118

一、转鼓自身质量引起的应力与变形118

二、筛网质量引起的鼓壁应力与变形120

三、物料离心力所造成的容器壁的应力和变形121

四、实际转鼓工作时的应力124

第三节高速回转圆盘的应力与应变125

一、轮盘应力分析的一般理论125

二、等厚度盘127

三、变厚度盘、锥形盘131

四、实际圆盘的应力计算133

参考文献137

第六章机械振动138

第一节振动基本概念138

第二节单自由度系统振动139

一、无阻尼振动139

二、有阻尼振动140

第三节多自由度系统振动141

一、二自由度系统的振动141

二、多自由度系统运动的微分方程144

第四节转轴系统的临界转速152

一、单转子轴的临界转速152

二、多转子轴的临界转速153

三、均布质量轴的临界转速157

四、影响临界转速的主要因素157

第五节分布系统振动159

一、梁的横向振动159

二、连续分布系统的振动实例162

思考题165

参考文献165

第七章压力容器的疲劳、断裂、蠕变*166

第一节压力容器的疲劳设计166

一、低循环疲劳寿命曲线167

二、考虑平均应力影响的疲劳寿命169

三、疲劳损伤积累170

四、疲劳设计规范171

五、疲劳分析的其他问题173

第二节压力容器的脆性断裂173

一、线弹性断裂力学简介174

二、弹塑性断裂力学简介177

三、结构防止断裂的安全评定工程方法179

四、断裂力学在疲劳问题上的应用186

第三节高温蠕变强度190

一、单向拉伸蠕变试验190

二、复杂应力状态下的蠕变方程式191

三、厚壁圆筒的蠕变计算193

习题194

思考题195

参考文献195

参考答案及提示196 2100433B