機械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計 第3版
定 價:69.8 元
叢書名:“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目 現(xiàn)代機械工程系列精品教材 普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教
- 作者:太原科技大學(xué) 徐格寧
- 出版時間:2018/12/1
- ISBN:9787111598350
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TB4
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書是“十三五” 國家重點出版物出版規(guī)劃項目——現(xiàn)代機械工程系列精品教材、普通高等教育“十一五” 規(guī)劃教材。
全書共分十二章, 分別闡述機械裝備金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的、要求、特點、方法和應(yīng)用場合, 金屬結(jié)構(gòu)計算原理和基本規(guī)定。本書以起重機金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計為主線,詳細(xì)介紹了金屬結(jié)構(gòu)的材料特性與選擇原則,起重機整機、結(jié)構(gòu)件工作級別的劃分方法,載荷計算及載荷組合,焊縫、鉚釘、螺栓連接計算方法,軸向受力、橫向受彎、受扭等基本構(gòu)件的計算方法,柱、梁、桁架、橋架、門架、臂架、塔架等典型機械裝備結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和設(shè)計方法及步驟。
為便于總結(jié)和復(fù)習(xí),每章末附有本章小結(jié)。為方便設(shè)計使用,本書提供了有關(guān)結(jié)構(gòu)計算的公式和計算圖表及數(shù)據(jù)。附錄中給出了金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計所需的型鋼表。
本書全面貫徹國家、行業(yè)有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和法定計量單位,符合工程設(shè)計的要求。
本書不僅注重金屬結(jié)構(gòu)基本計算原理的闡述,而且堅持理論方法與實際工程相結(jié)合,針對產(chǎn)品對象提出分析方法,有的放矢地解決實際工程問題。基本設(shè)計內(nèi)容體現(xiàn)了計算原理的理論性,典型裝備設(shè)計體現(xiàn)了設(shè)計步驟的實踐性,引進(jìn)現(xiàn)行國標(biāo)體現(xiàn)了設(shè)計依據(jù)的先進(jìn)性,結(jié)構(gòu)設(shè)計的3S(Strength,Stiffness,Stability) 基本要求體現(xiàn)了設(shè)計方法的系統(tǒng)性。
本書主要作為高等院校機械工程專業(yè)機械裝備(起重機械、運輸機械、工程機械、礦山機械、物流機械等) 結(jié)構(gòu)設(shè)計的教學(xué)用書,也可供有關(guān)專業(yè)結(jié)構(gòu)方向的工程技術(shù)人員參考使用。
前 言
本書是“ 十三五” 國家重點出版物出版規(guī)劃項目——現(xiàn)代機械工程系列精品教材、普通高等教育“ 十一五” 國家級規(guī)劃教材。
本書自2009 年出版至今,已有9 年,解決了特色專業(yè)教材的缺失和內(nèi)容陳舊的問題,滿足了企業(yè)和研究院所本專業(yè)工程技術(shù)人員對特色專業(yè)教材的日益需求,對教學(xué)支承和工程應(yīng)用發(fā)揮了積極作用。
“ 百年大計,教育為本; 教育大計,教師為本; 教師大計,教學(xué)為本;教學(xué)大計,教材為本; 教材大計,適用為本; 適用大計,修訂為本。” 隨著
科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對教材的適用性、內(nèi)容的協(xié)調(diào)性、標(biāo)準(zhǔn)的一致性和理論的先進(jìn)性提出了更高要求。
本書第2 版曾全面貫徹GB / T 3811—2008 《起重機設(shè)計規(guī)范》,在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上,合理引進(jìn)國外先進(jìn)工業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)成果,最大限度地與國際接軌,統(tǒng)一設(shè)計原理和方法,力求適用,形式新穎,計算合理,注重效果。而GB / T 3811—2008 《起重機設(shè)計規(guī)范》自頒布實施至今已使用10 年,對我國起重機設(shè)計、制造起到了技術(shù)規(guī)范和指導(dǎo)作用,有力地促進(jìn)了我國起重機技術(shù)的進(jìn)步和行業(yè)發(fā)展。隨著全球起重機技術(shù)的不斷進(jìn)步,ISO 陸續(xù)頒布了ISO 8686-1: 1989 《起重機 載荷與載荷組合的設(shè)計原則 第1 部分:總則》、ISO 22986: 2007 《起重機 剛性 橋式和門式起重機》、ISO 20332:2008 《起重機 金屬結(jié)構(gòu)能力驗證》,雖然國內(nèi)及時對應(yīng)轉(zhuǎn)化了GB / T22437. 1—2008 《起重機 載荷與載荷組合的設(shè)計原則 第1 部分: 總則》、GB / T 30561—2014 《起重機 剛性 橋式和門式起重機》、GB / T 30024—2013 《起重機 金屬結(jié)構(gòu)能力驗證》,但I(xiàn)SO 8686-1: 1989 《起重機 載荷與載荷組合的設(shè)計原則 第1 部分: 總則》已修訂為2012 版,ISO 20332:2008 《起重機 金屬結(jié)構(gòu)能力驗證》已修訂為2013 版,修改調(diào)整了定義術(shù)語,大幅增加了條款內(nèi)容。其中ISO 8686-1: 2012 《起重機 載荷與載荷組合的設(shè)計原則 第1 部分: 總則》已由作者轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn),完成報批稿,正在國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會審批中。ISO 20332: 2013 《起重機 金屬結(jié)構(gòu)能力驗證》由作者完成國際標(biāo)準(zhǔn)修訂立項,完成初稿。
鑒于ISO 8686-1 和ISO 20332 的基礎(chǔ)性,使得GB / T 3811—2008 《起重機設(shè)計規(guī)范》的載荷及載荷組合設(shè)計原則和計算方法及計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)必須相應(yīng)更新,以保持《起重機設(shè)計規(guī)范》的先進(jìn)性。因此需同步對本書進(jìn)行修訂再版。
本書在2009 版的基礎(chǔ)上,基于GB/ T 22437. 1—2008 《起重機 載荷與載荷組合的設(shè)計原則 第1 部分: 總則》、ISO 8686-1: 2012 《起重機 載荷與載荷組合的設(shè)計原則 第1 部分: 總則》、GB/ T 30024—2013 《起重機 金屬結(jié)構(gòu)能力驗證》、ISO 20332: 2013 《起重機 金屬結(jié)構(gòu)能力驗證》的有關(guān)內(nèi)容,進(jìn)行了改編和補充。
本書修訂內(nèi)容如下:
(1) 載荷組合 采用國際標(biāo)準(zhǔn)的載荷組合: 引入安全載荷系數(shù)( 極限狀態(tài)法) 和強度系數(shù)( 許用應(yīng)力法) ,劃分A ( 無風(fēng)工作) 、B ( 有風(fēng)工作) 、C ( 受特殊載荷作用工作或非工作) 三種載荷情況,在原有18 種( A1~ A4、B1~ B5、C1~ C9) 載荷組合的基礎(chǔ)上,增加了激活過載保護(hù)引起的載荷C10 與有效載荷喪失引起的載荷C11,使載荷組合增加至20 種。
(2) 設(shè)計方法 在原“ 許用應(yīng)力設(shè)計法與極限狀態(tài)設(shè)計法并列使用” 表述基礎(chǔ)上,增加了“ 若將GB / T 22437 的本部分與GB / T 30024—2013 結(jié)合使用,則極限狀態(tài)法為首選的二階方法” 的規(guī)定。
(3) 設(shè)計內(nèi)容 修改了起升動載系數(shù)ϕ2 的計算公式及相應(yīng)數(shù)表,增加了五種起升驅(qū)動類型的圖表和公式; 增加了有效載荷意外喪失所引起的動力效應(yīng)系數(shù)ϕ8 ; 增加了基于極限狀態(tài)法-應(yīng)力幅法關(guān)于結(jié)構(gòu)、焊縫、螺栓和銷軸的疲勞強度校驗計算方法和圖表;增加了“ 對結(jié)構(gòu)計算有利或不利的質(zhì)量” “ 起重機質(zhì)量的分項安全系數(shù)( 極限狀態(tài)法) ” “ 起重機質(zhì)量的整體安全系數(shù)( 許用應(yīng)力法) ” “ 計算預(yù)變形引起的載荷的分項安全系數(shù)” “ 計算剛( 整) 體穩(wěn)定性的分項安全系數(shù)” 以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)表。
(4) 調(diào)整勘誤 對個別公式、圖形、語句的表達(dá)形式進(jìn)行調(diào)整,對個別數(shù)據(jù)錯誤進(jìn)行勘誤。
本書全面貫徹國家、行業(yè)有關(guān)最新標(biāo)準(zhǔn)和法定計量單位,符合工程設(shè)計的要求。本書的組織結(jié)構(gòu)符合認(rèn)知規(guī)律,邏輯性強,利于掌握,便于應(yīng)用。學(xué)生通過學(xué)習(xí)和設(shè)計實踐能較好地掌握金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理和方法,培養(yǎng)機械結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計、分析能力和綜合創(chuàng)新能力。
本書主要作為高等院校機械工程專業(yè)機械裝備( 起重機械、運輸機械、工程機械、礦山機械、物流機械等) 結(jié)構(gòu)設(shè)計的教學(xué)用書,也可供有關(guān)專業(yè)結(jié)構(gòu)方向的工程技術(shù)人員參考使用。
本書由徐格寧教授擔(dān)任主編,并對全書進(jìn)行修改、整理、統(tǒng)稿和定稿; 由徐克晉教授對全書進(jìn)行校核和把關(guān)。本書的編寫分工是: 徐格寧教授編寫第一章,陸鳳儀教授編寫第二章以及附錄,徐格寧教授、董青、戚其松博士編寫第三、四章,徐格寧教授、戚其松博士編寫第五章,徐克晉、鄭榮教授編寫第六章,徐克晉教授編寫第七、八章,徐克晉、翟甲昌教授編寫第九章,徐格寧、張榮康、周奇才教授編寫第十章,徐格寧、張榮康教授、王欣副教授編寫第十一章,徐格寧、宋甲宗教授編寫第十二章。( 徐格寧、徐克晉、陸鳳儀、董青、戚其松、鄭榮、翟甲昌所在單位為太原科技大學(xué),張榮康所在單位為上海交通大學(xué),周奇才所在單位為同濟(jì)大學(xué),宋甲宗、王欣所在單位為大連理工大學(xué))。
本書由西南交通大學(xué)王金諾教授、同濟(jì)大學(xué)鄭惠強教授擔(dān)任主審,兩位教授對書稿進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的審閱,提出了寶貴的意見和建議,在此對他們認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神和付出的辛勞表示衷心的感謝。
限于編者的水平,書中難免存在不妥之處,懇請讀者批評指正。
編 者
目 錄
前 言
第一章 緒論 1
第一節(jié) 機械裝備金屬結(jié)構(gòu)的定義、作用、發(fā)展和特點 1
一、金屬結(jié)構(gòu)的定義 1
二、金屬結(jié)構(gòu)的作用 1
三、金屬結(jié)構(gòu)的發(fā)展 1
四、金屬結(jié)構(gòu)的特點 2
第二節(jié) 機械裝備金屬結(jié)構(gòu)的分類和應(yīng)用 2
一、金屬結(jié)構(gòu)的分類 2
二、金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 6
第三節(jié) 機械裝備金屬結(jié)構(gòu)的基本要求和發(fā)展趨勢 7
一、基本要求 7
二、發(fā)展趨勢 8
第四節(jié) 機械裝備金屬結(jié)構(gòu)的課程特點、課程任務(wù)和學(xué)習(xí)方法 14
一、課程特點 14
二、課程任務(wù) 14
三、學(xué)習(xí)方法 14
本章小結(jié) 15
第二章 材料 16
第一節(jié) 鋼材的力學(xué)特性及影響因素 16
一、鋼材的力學(xué)性能 16
二、鋼材的加工性能 18
三、鋼材的耐久性能 19
四、影響鋼材性能的主要因素 19
第二節(jié) 材料的類別、特征和選擇 21
一、材料的類別和特征 21
二、材料的選擇 28
三、影響脆性破壞因素的評價和鋼材質(zhì)量組別的確定 29
本章小結(jié) 32
第三章 載荷與載荷組合 33
第一節(jié) 載荷的分類 33
一、按其作用性質(zhì)、工作特點和發(fā)生頻度劃分 33
二、按其作用效果與時間變化相關(guān)性劃分 33
第二節(jié) 載荷的計算 34
一、載荷計算原則 34
二、載荷計算方法 34
第三節(jié) 金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法、載荷情況和載荷組合 63
一、設(shè)計方法 63
二、載荷情況 65
三、載荷組合 65
四、載荷組合表及其應(yīng)用 66
本章小結(jié) 77
第四章 計算原理 79
第一節(jié) 工作級別的劃分 79
一、工作級別的分級 79
二、起重機的分級 79
三、結(jié)構(gòu)件的分級 81
四、典型起重機整機分級舉例 83
第二節(jié) 計算原理和基本規(guī)定 85
一、計算原理 85
二、基本規(guī)定 85
三、金屬結(jié)構(gòu)的材料與承載能力 85
四、結(jié)構(gòu)靜強度計算 87
五、結(jié)構(gòu)疲勞強度計算 88
六、結(jié)構(gòu)剛度計算 120
七、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計算 123
第三節(jié) 軸心受壓構(gòu)件的極限載荷與應(yīng)力 128
一、軸心受壓構(gòu)件的極限載荷 129
二、軸心受壓構(gòu)件的極限應(yīng)力 131
三、彈塑性臨界應(yīng)力 132
第四節(jié) 壓彎構(gòu)件的精確計算 134
一、基本概念 134
二、壓彎構(gòu)件的總撓度和總彎矩 134
三、壓彎構(gòu)件的強度 137
四、壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性 138
五、實腹式受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定性 140
第五節(jié) 結(jié)構(gòu)動態(tài)分析中的質(zhì)量換算 143
一、結(jié)構(gòu)振動連續(xù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成離散系統(tǒng)的質(zhì)量換算 143
二、多自由度系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成等效單自由度系統(tǒng)的質(zhì)量換算 145
第六節(jié) 結(jié)構(gòu)的斷裂計算 148
一、結(jié)構(gòu)的斷裂 148
二、應(yīng)力強度因子及臨界值 149
三、結(jié)構(gòu)的斷裂計算 151
本章小結(jié) 151
第五章 連接 152
第一節(jié) 焊縫連接 152
一、焊接的方法與構(gòu)造 152
二、焊縫的標(biāo)注 154
三、焊縫的強度與許用應(yīng)力 155
四、基于許用應(yīng)力法的焊縫計算 156
五、基于極限狀態(tài)法的焊縫計算 162
第二節(jié) 普通螺栓連接和鉚釘連接 164
一、普通螺栓及鉚釘連接的分類和基本要求 164
二、螺栓、銷軸和鉚釘?shù)脑S用應(yīng)力 166
三、基于許用應(yīng)力法的栓接和鉚接計算 166
四、基于極限狀態(tài)法的螺栓連接計算 170
五、基于許用應(yīng)力法的銷軸計算 178
六、基于極限狀態(tài)法的銷軸計算 179
第三節(jié) 高強度螺栓連接 181
一、工作性能和構(gòu)造要求 182
二、高強度螺栓的承載能力計算 183
三、高強度螺栓連接的計算 184
本章小結(jié) 186
第六章 軸向受力構(gòu)件——柱 188
第一節(jié) 軸向受力構(gòu)件——柱的構(gòu)造和應(yīng)用 188
一、軸向受力構(gòu)件——柱的構(gòu)造 188