過程裝備特殊零部件應力分析前言

《過程裝備特殊零部件應力分析》介紹了過程裝備特殊零部件相關的應力分析、熱應力分析、熱"_blank" href="/item/有限元分析/1874142" data-lemmaid="1874142">有限元分析的命令流源程序。針對特殊零部件應力數(shù)值分析方法還詳細地介紹了有限單元法的基本原理和應用。書中還利用一章介紹了電測應力分析方法和相關測試裝置測量過程裝備特殊零部件模擬工作應力狀態(tài)的相關技術。

《過程裝備特殊零部件應力分析》是一本過程工業(yè)裝備中設備及結構應力分析和計算的實用參考書。它介紹的是特殊零部件強度與可靠性計算的工程方法。其內容包括：特殊管板應力分析，組合結構應力分析，密封焊元件應力分析，塔設備變徑段、 氨合成塔內件、特殊法蘭等特種零部件的應力分析，縱流殼程換熱器H型結構分析，換熱器零部件可靠性分析，管殼式換熱器典型元件強度計算數(shù)值方法，模態(tài)法確定多孔板有效彈性常數(shù)技術與應用和概率設計技術原理等專題。

《過程裝備特殊零部件應力分析》可供從事過程裝備、機械零件、設備及結構設計的工程技術人員和高等學校過程設備及控制工程、動力工程、熱能工程、機械工程等相關專業(yè)的教師、研究生、本科生使用和參考。對從事過程裝備材料和結構相關標準規(guī)范的理論和應用研究的人員也有參考價值。

1 緒論

1.1 概述

1.2 過程裝備特殊零部件

2 特殊管板應力分析

2.1 引言

2.2 管板應力分析概述

2.2.1 管板和圓平板的主要區(qū)別

2.2.2 影響管板強度和剛度的主要因素

2.2.3 管板計算方法的主要假設

2.3 管板應力分析

2.3.1 管板強度分析的理論依據(jù)

2.3.2 管板當作彈性基礎上的圓平板計算

2.3.3 管板強度計算公式

2.4 高低溫管板熱應力分析

2.4.1 高低溫管板的概念

2.4.2 高低溫管板中的熱應力

2.4.3 高低溫管板熱應力分析的有限單元法

2.5 高低溫管板應力分析的有限單元法

2.5.1 引言

2.5.2 位移模式和形函數(shù)

2.5.3 幾何關系

2.5.4 單元剛度矩陣的形成及程序實現(xiàn)

2.5.5 單元載荷陣

2.5.6 總體平衡方程組的求解

2.5.7 應力計算

2.5.8 高低溫管板應力計算結果分析

2.6 高低溫管板應力分析的工程設計公式

2.6.1 引言

2.6.2 直徑與高、低溫管板應力影響系數(shù)的關系

2.6.3 過渡段厚度變化對高、低溫管板的應力影響系數(shù)

2.6.4 過渡段厚度對過渡段的應力影響系數(shù)

2.6.5 幾點結論

2.6.6 工程公式

2.6.7 計算實例

2.6.8 高低溫管板有限元分析

3 組合結構應力分析

3.1 組合結構應力分析概述

3.2 組合結構應力分析的解析法

3.2.1 位移分析

3.2.2 約束反力

3.2.3 內力分析

3.2.4 應力分析

3.3 組合結構的熱應力分析

3.3.1 求環(huán)板與內外筒連接處的約束反力

3.3.2 熱應力

3.4 組合結構應力分析的有限單元法

3.4.1 單元類型的選擇

3.4.2 截錐型旋轉殼單元基本理論

3.4.3 結論

3.4.4 建議

4 密封焊元件應力分析

4.1 概述

4.1.1 密封研究現(xiàn)狀

4.1.2 高溫法蘭密封簡介

4.1.3 焊接密封簡介

4.1.4 焊接密封研究現(xiàn)狀

4.2 圓形空腔式密封焊元件的有限元分析

4.2.1 力學模型建立

4.2.2 約束情況

4.2.3 載荷情況

4.2.4 單元選擇

4.2.5 網(wǎng)格劃分

4.2.6 力學基本方程

4.2.7 有限元位移模式

4.2.8 單元平衡方程

4.2.9 單元剛度矩陣的形成

4.2.10 整體剛度矩陣的形成

4.2.11 整體剛度矩陣的貯存

4.2.12 單元節(jié)點力向量的移置

4.2.13 單元內應力

4.2.14 主應力求解

4.3 應力分析的程序實現(xiàn)

4.3.1 前處理程序QCL

4.3.2 應力分析程序的功能與框圖

4.3.3 后處理程序的功能和框圖

4.4 結果分析

4.4.1 結構在受內壓時產(chǎn)生的內應力

4.4.2 結構尺寸對應力的影響分析

4.4.3 回歸結果

4.4.4 設計方法

4.5 圓形空腔式密封焊元件應力有限元分析

5 特種零部件應力分析

5.1 塔設備變徑段的應力分析

5.1.1 引言

5.1.2 理論分析

5.1.3 工程應用

5.1.4 結論

5.1.5 ANSYS參數(shù)化建模及求解程序

5.2 氨合成塔內件強度分析

5.2.1 引言

5.2.2 催化劑筐底板強度分析

5.2.3 分氣盒上蓋板有限元分析

5.2.4 帶中心管換熱器管板強度計算

5.3 特殊法蘭應力分析

5.3.1 概述

5.3.2 問題的提出

5.3.3 建模與分析

5.3.4 討論

6 實驗應力分析

6.1 引言

6.2 高、低溫管板的實驗應力分析

6.2.1 實驗裝置設計

6.2.2 應變測量

6.3 組合結構實驗應力分析

6.3.1 實驗裝置

6.3.2 模型設計

6.3.3 實驗裝置的制造與安裝

6.3.4 常溫應變測量

6.3.5 熱應力測量

6.4 圓形空腔式密封焊元件的實驗研究

6.4.1 實驗裝置設計

6.4.2 應變測量

6.4.3 實驗結果與分析

7 縱流殼程換熱器H型結構分析

7.1 引言

7.2 數(shù)值模擬理論概況

7.2.1 環(huán)板強度計算理論分析

7.2.2 換熱器H型結構理論模型分析

7.3 H型結構數(shù)值模擬及結果分析

7.3.1 模型建立

7.3.2 網(wǎng)格劃分

7.3.3 工藝參數(shù)準備

7.3.4 換熱器溫度載荷確定

7.3.5 熱應力模擬過程

7.3.6 應力分析結果適用性分析

7.3.7 冷端、熱端對換熱器強度性能的影響

7.4 數(shù)值模擬結果綜合分析

7.5 主要結論與討論

7.6 換熱器結構CAD/CAE二次開發(fā)

8 換熱器零部件可靠性分析

8.1 機械可靠性設計基本原理

8.1.1 概述

8.1.2 可靠性簡介

8.1.3 失效概率計算

8.1.4 概率設計

8.1.5 概率設計技術

8.1.6 概率分析結果后處理

8.1.7 概率設計分析示例

8.1.8 構件概率設計示例——換熱器法蘭連接螺栓可靠性

8.1.9 構件概率設計示例——換熱器殼體可靠性

8.1.10 構件概率設計示例——帶裂紋換熱器承壓殼體剩余壽命預估

8.1.11 構件概率設計示例——新型縱流換熱器組合結構可靠性評定

8.2 關于螺栓應力數(shù)值模擬技巧——預緊力

8.2.1 應用預緊功能到單體剖分的緊固件

8.2.2 應用預緊功能到雙體剖分的緊固件

8.2.3 螺栓預緊分析示例

8.3 蠕變引起的張緊螺栓應力弛豫效應模擬技巧

9 管殼式換熱器典型元件強度計算數(shù)值方法

9.1 ANSYS分析功能簡介

9.2 ANSYS在管殼式換熱器殼體件設計中的應用

9.3 換熱器結構可靠性分析

9.4 換熱器中的接觸分析問題

9.5 基于ANSYS分析的換熱器零部件結構優(yōu)化設計

10 模態(tài)法確定多孔板有效彈性常數(shù)技術與應用

10.1 引言

10.2 模態(tài)法確定多孔板有效彈性常數(shù)理論模型

10.3 模態(tài)法確定有效彈性常數(shù)數(shù)值模型

10.4 模態(tài)法確定多孔板有效彈性常數(shù)技術評價與應用

10.5 討論

參考文獻2100433B

過程裝備與控制工程CAD課程順應時代發(fā)展潮流、結合傳統(tǒng)課程與現(xiàn)代先進設計技術，是將先進的設計、制造技術應用于傳統(tǒng)專業(yè)的一門課程。

化工過程機械是傳統(tǒng)的專業(yè)，如何利用先進的設計制造技術為傳統(tǒng)的專業(yè)服務，使其煥發(fā)新的活力和生機，吸引更多優(yōu)秀的同學從事提升傳統(tǒng)行業(yè)的高科技應用水平，開設本課程具有重要的意義。

課程的前半部分側重近年來迅速普及與推廣的CAD技術基礎介紹，包括計算機圖形學基礎、圖形及其轉換標準、造型技術、裝配技術、加工技術、有限元分析技術的基本原理和發(fā)展現(xiàn)狀；以及當代著名大型CAD系統(tǒng)的簡單介紹與對比。課程后半部分主要以著名的Unigraphics軟件為平臺，按照加工順序建立零部件模型并進行裝配、出工程圖紙，通過大量的實際操作掌握大型CAD軟件系統(tǒng)設計產(chǎn)品的步驟和使用方法，加深對前半部分理論的理解，并能夠很快利用該軟件完成滿足設計意圖的產(chǎn)品。

課程起點較高，自始至終從三維設計出發(fā)，強調計算機輔助設計不僅僅是計算機輔助繪圖，強調并行、協(xié)同設計的理念，為本專業(yè)學生畢業(yè)后迅速適應工作的需要，迅速打開局面奠定良好的基礎。因此，學生學習的積極性比較高，認為學習本課程對自身知識結構的拓展和延伸具有重要意義。

過程裝備力學基礎第l章 概述

1．1 各力學學科分支的關系

1．1．1 各力學研究對象

1．1．2 各學科之間的聯(lián)系與區(qū)別

1．2 過程裝備力學構成

思考題

參考文獻

過程裝備力學基礎第2章 彈性力學基礎

2．1 彈性力學中的基本假設

2．2 彈性力學中的幾個基本概念

2．2．1 外力

2．2．2 應力

2．2．3 形變

2．2．4 位移

2．3 彈性力學的基本方程

2．3．1 平衡微分方程

2．3．2 幾何方程

2．3．3 物理方程

2．3．4 形變協(xié)調方程

2．4 邊界條件

2．4．1 位移邊界條件

2．4．2 應力邊界條件

2．4．3 混合邊界條件

2．5 彈性力學平面問題

2．5．1 平面問題分類及基本方程

2．5．2 平面問題的基本方程

2．6 圣維南原理

2．6．1 意義

2．6．2 內容

2．7 彈性力學中的應力函數(shù)

2．8 平面問題的笛卡兒坐標解答

2．8．1 逆解法

2．8．2 半逆解法

2．9 彈性力學平面問題的極坐標解答

2．1 0有限單元分析與變分原理

思考題

習題

參考文獻

過程裝備力學基礎第3章 薄板理論

3．1 薄板的基本概念及基本假設

3．2 圓平板的軸對稱問題

3．2．1 圓平板軸對稱彎曲的基本方程

3．2．2 受均布載荷圓平板的應力分析

3．2．3 承受軸對稱載荷的環(huán)板

思考題

習題

參考文獻

過程裝備力學基礎第4章 旋轉薄殼理論

4．1 基本概念

4．1．1 旋轉殼體

4．1．2 外力與內力

4．2 旋轉薄殼的無力矩理論

4．2．1 無力矩理論的基本方程

4．2．2 無力矩理論的應用

4．2．3 無力矩理論的應用范圍

4．3 旋轉薄殼的不連續(xù)分析

4．3．1 概述

4．3．2 圓筒形殼體的有力矩理論

4．3．3 一般旋轉殼體邊緣彎曲的應力和變形表達式

4．3．4 邊緣問題的求解

4．3．5 邊緣問題求解實例

4．3．6 邊緣應力的特點及設計中的應用

思考題

習題

參考文獻

過程裝備力學基礎第5章 有限元法概論

5．1 有限元法的思想

5．2 有限元法的發(fā)展歷程

5．3 有限元法的特點

5．4 有限元法分析過程概述

5．4．1 結構離散化

第6章 平面問題有限元法

第7章 軸對稱問題有限元法

第8章 桿梁問題有限元法

第9章 等參數(shù)單位

第10章 有限元分析軟件及應用

參考文獻

1 概論

1.1 過程工業(yè)與過程裝備成套技術

1.1.1 過程工業(yè)

1.1.2 過程裝備成套技術

1.2 典型成套裝備示例

1.3 過程裝備成套技術的主要任務和基本要求

學習要求

參考文獻

2 工藝開發(fā)與工藝設計概述

2.1 工藝過程開發(fā)及工藝路線選擇

2.1.1 工藝過程開發(fā)程序

2.1.2 工藝路線選擇

2.2 工藝設計的內容及設計文件

2.2.1 工藝設計的內容和程序

2.2.2 初步設計的設計文件

2.2.3 施工圖設計的設計文件

2.3 工藝設計中的全局性問題

學習要求

參考文獻

3 經(jīng)濟分析與評價

3.1 投資估算與成本分析

3.1.1 工程項目投資估算

3.1.2 工藝裝置投資估算方法

3.1.3 生產(chǎn)成本和費用分析

3.2 經(jīng)濟評價

3.2.1 財務評價

3.2.2 不確定性分析與方案比較