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1、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
2、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66第二章拉伸、压缩与剪切44第三章扭转22第四章弯曲22第五章应力状态分析、强度理论和组合变形22第六章疲劳22第七章金属学化工机械常用材料22第八章化工设备设计基础概述22第九章内压薄壁容器设计基础44第十章内压薄壁圆筒和球壳设计224第十一章内压容器封头的设计224第十二章外压容器设计基础213第十三章容器零部件224合 计34741四、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
3、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
4、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
5、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
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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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 11
