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真空技术常用公式

真空技术常用公式
真空技术常用公式

真空技术常用公式

1、玻义尔定律

体积V,压强P,P·V=常数

一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。

即P1/P2=V2/V1

2、盖·吕萨克定律

当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比:

V1/V2=T1/T2=常数

当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(或P降低)1℃,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。

3、查理定律

当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其他绝对温度T成正比,即:

P1/P2=T1/T2

在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)1/273。

4、平均自由程:

λ=(5×10-3)/P (cm)

5、抽速:

S=dv/dt (升/秒)或S=Q/P

Q=流量(托·升/秒) P=压强(托)V=体积(升) t=时间(秒)

6、通导:

C=Q/(P2-P1) (升/秒)

7、真空抽气时间:

对于从大气压到1托抽气时间计算式:

t=8V/S (经验公式)

V为体积,S为抽气速率,通常t在5~10分钟内选择。

8、维持泵选择:

S维=S前/10

9、扩散泵抽速估算:

S=3D2 (D=直径cm)

10、罗茨泵的前级抽速:

S=(0.1~0.2)S罗(l/s)

11、漏率:

Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1)

Q漏-系统漏率(mmHg·l/s)

V-系统容积(l)

P1-真空泵停止时系统中压强(mmHg)

P2-真空室经过时间t后达到的压强(mmHg)

t-压强从P1升到P2经过的时间(s)

12、粗抽泵的抽速选择:

S=Q1/P预(l/s)

S=2.3V·lg(P a/P预)/t

S-机械泵有效抽速

Q1-真空系统漏气率(托·升/秒)

P预-需要达到的预真空度(托)

V-真空系统容积(升)

t-达到P预时所需要的时间

Pa-大气压值(托)

13、前级泵抽速选择:

排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等,它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值,选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走,根据管路中,各截面流量恒等的原则有:

P n S g≥PgS 或

Sg≥P gs/P n

S g-前级泵的有效抽速(l/s)

P n-主泵临界前级压强(最大排气压强)(l/s)

P g-真空室最高工作压强(托)

S-主泵工作时在Pg时的有效抽速。(l/s)

14、扩散泵抽速计算公式:

S=Q/P=(K·n)/(P·t)(升/秒)

式中:S-被试泵的抽气速率(l/s)

n-滴管内油柱上升格数(格)

t-油柱上升n格所需要的时间(秒)

P-在泵口附近测得的压强(托)

K-滴管系数(托·升/秒)

K=V0·(L/n)·(Υ0/Υm)+P a△V t

其中V0-滴管和真空胶管的原始容积(升)

L-滴管刻度部分的长度(mm)

n-滴管刻度部分的格数(格)

Υ0-油的比重(克/厘米3)

Υm-汞的比重(克/厘米3)

P a-当地大气压强(托)

△V t-滴管的刻度上的一格的对应的容积(升/格)

15、旋片真空泵的几何抽速计算公式:

S=πZnLKv(D2-d2)/(24×104) (l/s)

式中:Z为旋片数,n为转速(转/分),L为泵腔长度,D为泵腔直径,d为转子直径(cm),Kv 为容积利用系数(一般取95%)。

16、O型橡胶槽深B=0.7D

D为橡胶直径,槽宽C=1.6B

17、方形橡胶槽深B=0.8A

对于任何一种真空产品或一项真空工艺,都有着专门的物理知识作为其工作原理的基础。但本次讲座所要介绍的,仅仅是那些在真空行业的各个领域中都会经常遇到的最基本的物理知识。主要包括气体及蒸汽的性质及其内部各种动力过程的规律(空间过程)、气体与固体间的作用规律(器壁过程)以及气体流动的规律。限于篇幅,每个方面只能作简单的介绍。

一、理想气体定律

首先应该说明,本节及以后几节中所介绍的定律和公式,是针对平衡状态下的理想气体得出的。不过,常温(与室温相比)低压(相对大气压而言)下的各种气体都可以看作是近似程度相当好地理想气体,因此,我们可以放心地把这些定律和公式应用于真空工程的绝大部分计算之中。这其中包括通常所涉及到的各种气体,甚至于接近饱和的蒸汽(如水蒸汽);也包括各类气体状态过

程,甚至于明显的非平衡状态(如气体的流动过程)。

气体的压力p(Pa)、体积V(m3)、温度T(K)和质量m(kg)等状态参量间的关系,服从下述气体实验定律:

1、波义耳~马略特定律:一定质量的气体,若其温度维持不变,气体的压力和体积的乘积为常数

pV = 常数(1)

2、盖·吕萨克定律:一定质量的气体,若其压力维持不变,气体的体积与其绝对温度成正比 V/T = 常数(2)

3、查理定律:一定质量的气体,若其体积维持不变,气体的压力与其绝对温度成正比。

p/T = 常数(3)

上述三个公式习惯上称为气体三定律。具体应用方式常为针对由一个恒值过程连结的两个气体状态,已知3个参数而求第4个参数。例如:初始压力和体积为P1、V1,的气体,经等温膨胀后体积变为V2,则由波义耳--马略特定律,可求得膨胀后的气体压力为P2 = P1V1/V2。这正是各种容积式真空泵最基本的抽气原理。

4、道尔顿定律:相互不起化学作用的混合气体的总压力等于各种气体分压力之和。

P = P1 + P2+····+ P n (4)

这里所说的混合气体中某一组分气体的分压力,是指这种气体单独存在时所能产生的压力。

道尔顿定律表明了个组分气体压力的相互独立和可线性叠加的性质。

5.阿佛加德罗定律:等体积的任何种类气体,在同温度同压力下均有相同的分子数;或者说,在温度同压力下,相同分子数目的不同种类气体占据相同的体积。1mol任何气体的分子数目叫做阿佛加德罗数,N A = 6.022×1023mol-1。在标准状态下(p o = 1.01325×105Pa,T o = 0o C),1mol 任何气体的体积称为标准摩尔体积,V o = 2.24×10-2m3mol-1。

根据上述气体定律,可得到反映气体状态参量p、V、T、m之间定量关系的理想气体状态方程:

pV = m/M(RT) (5)

式中的M为气体的摩尔质量(kg/mol),R为普适气体常数,R=8.31J/(mol·K)。在已知p、V、T、m四参量中的任意三个量时,可由此式求出另外一个值。例如气体的质量m = pVM/(RT)一定质量的气体,由一个状态(参量值为p1、V1、T1)经过任意一个热力学过程(不必是恒值过程)变成另一状态(参量值为p2、V2、T2),根据状态方程,可得到关系式:p1V1/T1 = p2V2/T2 (6) 对(5)变换,还可计算单位体积空间内的气体分子数目和气体质量,即气体分子数密度n(m-3)和气体密度p(kg/m3)

n = mN A/MV = pN A/RT = p/kT (7)

p = m/V = pM/RT (8)

系数k = R/N A = 1.38×1023J/K 称为波尔兹曼常数。

真空泵的选型及常用计算公式

真空泵选型 真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子,降低真空室内的气体压力,使之达到要求的真空度。概括地讲从大气到极高真空有一个很大的范围,至今为止还没有一种真空系统能覆盖这个范围。因此,为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设备工作寿命要求、不同的真空区段需要选择不同的真空系统配置。为达到最佳配置,选择真空系统时,应考虑下述各点: 确定工作真空范围: ----首先必须检查确定每一种工艺要求的真空度。因为每一种工艺都有其适应的真空度范围,必须认真研究确定之。 确定极限真空度 ----在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度,因为系统的极限真空度决定了系统的最佳工作真空度。一般来讲,系统的极限真空度比系统的工作真空度低20%,比前级泵的极限真空度低50%。 被抽气体种类与抽气量 检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。因为如果被抽气体种类与泵内液体发生反应,泵系统将被污染。同时必须考虑确定合适的排气时间与抽气过程中产生的气体量。 真空容积 检查确定达到要求的真空度所需要的时间、真空管道的流阻与泄漏。 考虑达到要求真空度后在一定工艺要求条件下维持真空需要的抽气速率。 主真空泵的选择计算 S=2.303V/tLog(P1/P2) 其中: S为真空泵抽气速率(L/s) V为真空室容积(L) t为达到要求真空度所需时间(s)

P1为初始真空度(Torr) P2为要求真空度(Torr) 例如: V=500L t=30s P1=760Torr P2=50Torr 则: S=2.303V/t Log(P1/P2) =2.303x500/30xLog(760/50) =35.4L/s 当然上式只是理论计算结果,还有若干变量因素未考虑进去,如管道流阻、泄漏、过滤器的流阻、被抽气体温度等。实际上还应当将安全系数考虑在内。目前工业中应用最多的是水环式真空泵和旋片式真空泵等 一般的要求是: 1、真空度、真空容积、主要介质、温度、主要容积类设备。 2、真空流入介质及流量、压力、温度、规律。 3、抽气量、抽出气体介质、温度。 4、真空设备的占地面积、自动化程度、真空管道规格 选用真空泵时需要注意事项: 1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:真空镀膜要求1×10-5mmHg的真空度,选用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。 2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:扩散泵为10-3~10-7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定的工作压强范围为5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之内,而不能让它在10-8mmHg下长期工作。又如钛升华泵可以在10-2mmHg下工作,但其工作压强应小于1×10-5mmHg为好。

真空计算公式

真空计算公式 1、玻义尔定律 体积V,压强P,P·V=常数 一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。 即P1/P2=V2/V1 2、盖·吕萨克定律 当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比: V1/V2=T1/T2=常数 当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(或P降低)1℃,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。 3、查理定律 当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其绝对温度T成正比,即: P1/P2=T1/T2 在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)1/273。 4、平均自由程: λ=(5×10-3)/P (cm) 5、抽速: S=d v/d t (升/秒)或S=Q/P Q=流量(托·升/秒) P=压强(托) V=体积(升) t=时间(秒) 6、通导: C=Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽气时间: 对于从大气压到1托抽气 时间计算式:t=8V/S (经验公式) V为体积,S为抽气速率,通常t在5~10分钟内选择。8、维持泵选择: S维=S前/10 9、扩散泵抽速估算: S=3D2 (D=直径cm)10、罗茨泵的前级抽速: S=(0.1~0.2)S罗 (l/s) 11、漏率: Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1) Q漏-系统漏率(mmHg·l/s) V-系统容积(l) P1-真空泵停止时系统中压强(mmHg) P2-真空室经过时间t后达到的压强(mmHg) t-压强从P1升到P2经过的时间(s) 12、粗抽泵的抽速选择: S=Q1/P预 (l/s) S=2.3V·lg(P a/P预)/t S-机械泵有效抽速 Q1-真空系统漏气率(托·升/秒) P预-需要达到的预真空度(托) V-真空系统容积(升) t-达到P预时所需要的时间 P a-大气压值(托) 13、前级泵抽速选择: 排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等,它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值,选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走,根据管路中,各截面流量恒等的原则有:

常用真空单位换算表

常用真空单位换算表 1标准大气压=760毫米汞柱=76厘米汞柱=1.013×10^5帕斯卡=10.336米水柱 公斤不是单位,一般我们通常说的,事实上是一种非标准单位,名称叫:公斤力/平方厘米[Kgf/cm^2]1标准大气压=0.1MPa[兆帕]=101KPa=[千帕]左右=1bar[巴]=760mmHg(毫米汞柱)=14.696磅/英寸2(psi)≈1工程大气压 ≈1Kgf/cm^2[千克力/平方厘米] 千克:是质量单位,千克力:是作用在单位体积上一千克的力一个标准大气压一般约等于101千帕即0.1兆帕,约等于一工程大气压约等于一千克力每平方厘米工程大气压是比标准大气压小一点的1物理大气压=1标准大气压(atm) 为什么会多一个工程大气压我也不清楚但是工程大气压通常按千克力等,用一种质量作用力对单位面积获得的压强。而标准大气压(atm)则为标准的大气压强,比工程大气压精确,但他们是约等于的。没必要那么精确,除非你是在某些特定领域使用 饱和水蒸汽的压力与温度的关系( 摘自范仲元: "水和水蒸气热力性质图表 " p4~10 )

真空计算常用公式 1、玻义尔定律 体积V,压强P,P·V=常数(一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。 即P1/P2=V2/V1) 2、盖·吕萨克定律 当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比:(V1/V2=T1/T2=常数)当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(或P降低)1℃,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。3、查理定律 当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其他绝对温度T成正比,即:P1/P2=T1/T2在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)1/273。 4、平均自由程: λ=(5×10-3)/P (cm) 5、抽速: S=dv/dt (升/秒)或S=Q/P Q=流量(托·升/秒) P=压强(托)V=体积(升) t=时间(秒) 6、通导:C=Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽气时间: 对于从大气压到1托抽气时间计算式:t=8V/S (经验公式) (V为体积,S为抽气速率,通常t在5~10分钟内选择。) 8、维持泵选择: S维=S前/10 9、扩散泵抽速估算: S=3D2 (D=直径cm)

弹塑性力学定理和公式

应力应变关系 弹性模量 ||广义虎克定律 1.弹性模量 对于应力分量与应变分量成线性关系的各向同性弹性体,常用的弹性常数包括: a 弹性模量单向拉伸或压缩时正应力与线应变之比,即 b 切变模量切应力与相应的切应变之比,即 c 体积弹性模量三向平均应力 与体积应变θ(=εx+εy+εz)之比,即 d 泊松比单向正应力引起的横向线应变ε1的绝对值与轴向线应变ε的绝对值之比,即 此外还有拉梅常数λ。对于各向同性材料,这五个常数中只有两个是独立的。常用弹性常数之间的关系见表3-1 弹性常数间的关系。室温下弹性常数的典型值见表3-2 弹性常数的典型值。 2.广义虎克定律 线弹性材料在复杂应力状态下的应力应变关系称为广义虎克定律。它是由实验确定,通常称为物性方程,反映弹性体变形的物理本质。 A 各向同性材料的广义虎克定律表达式(见表3-3 广义胡克定律表达式)对于圆柱坐标和球坐标,表中三向应力公式中的x 、y、z分别用r、θ、z和r、θ、φ代替。对于平面极坐标,表中平面应力和平面应变公式中的x、y、z用r、θ、z代替。 B 用偏量形式和体积弹性定律表示的广义虎克定律应力和应变张量分解为球张量和偏张量两部分时,虎克定律可写成更简单的形式,即 体积弹性定律 应力偏量与应变偏量关系式 在直角坐标中,i,j=x,y,z;在圆柱坐标中,i,j=r,θ,z,在球坐标中i,j=r,θ,φ。

弹性力学基本方程及其解法 弹性力学基本方程 || 边界条件 || 按位移求解的弹性力学基本方法 || 按应力求解的弹性力学基本方程 || 平面问题的基本方程 || 基本方程的解法 || 二维和三维问题常用的应力、位移公式 1.弹性力学基本方程 在弹性力学一般问题中,需要确定15个未知量,即6个应力分量,6个应变分量和3个位移分量。这15个未知量可由15个线性方程确定,即 (1)3个平衡方程[式(2-1-22)],或用脚标形式简写为 (2)6个变形几何方程[式(2-1-29)],或简写为 (3)6个物性方程[式(3-5)或式(3-6)],简写为 或 2.边界条件 弹性力学一般问题的解,在物体内部满足上述线性方程组,在边界上必须满足给定的边界条件。弹性力学问题按边界条件分为三类。 a 应力边界问题在边界Sσ表面上作用的表面力分量为F x、F y、F z.。面力与该点在物体内的应力分量之间的关系,即力的边界条件为 式中,l nj=cos(n,j)为边界上一点的外法线n对j轴的方向余弦。 这一类问题中体积力和表面力是已知的,求解体内各点的位移、应变和应力。 b 位移边界问题在边界S x上给定的几何边界条件为

真空泵计算公式

理想气体方程: 11 2212 PV PV T T = m PV RT M = 11.20310MP MP RT T ρ-=?= 8.314R = J mol k ? a P P : :kg M mol :m kg :T k 大气压与海拔: h 8 0.999101325 ρ=? 含湿量:d=0.622× v a P P =0.622×v v P P P - =0.622×Ps P Ps ???-?=v a m m =v v a a M n M n ??= 3318.0161028.9710v a n n --???? v m =d ?a m 1㎏干空气和d ㎏水蒸气组成的湿空气,其比体积为: (1)g R T v d P ?=+? 3 m kg (干气) 湿气常数 g ,,1287461111g a g v d d R R R d d d += ?+?=+++ ()J kg k ? 干空气常数 287.05a R = () J kg k ? 蒸汽常数461.5v R = () J kg k ? a a a m R T V P ??= v v m R T Vv P ??= (1)a a v v a a v m R T m R T Pv V V P P Pa ????= ==?+混 (1) a v a a v v a a v a a V P V P R P m m P R T R P R T P ??= = =?????+混 v a v v a v v a V P R P m m R T R P ?= =???a v v (1)V P R R T R ?= ?+混

水利工程设计常用计算公式

水利常用专业计算公式 一、枢纽建筑物计算 1、进水闸进水流量计算:Q=B0δεm(2gH03)1/2 式中:m —堰流流量系数 ε—堰流侧收缩系数 2、明渠恒定均匀流的基本公式如下: 流速公式: u=Ri C 流量公式 Q=Au=A Ri C 流量模数 K=A R C 式中:C—谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即

C = 6/1n 1R R —水力半径(m ); i —渠道纵坡; A —过水断面面积(m 2); n —曼宁粗糙系数,其值按SL 18确定。 3、水电站引水渠道中的水流为缓流。水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。求解明渠恒定缓变流水面曲线,宜采用逐段试算法,对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。逐段试算法的基本公式为 △x=f 21112222i -i 2g v a h 2g v a h ???? ??+-???? ??+ 式中:△x ——流段长度(m );

g ——重力加速度(m/s 2); h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深(m ); v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速(m/s ); a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数; f i ——流段的平均水里坡降,一般可采用 ??? ??+=-2f 1f -f i i 21i 或??? ? ??+=?=3/4222 224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中:h f ——△x 段的水头损失(m ) ; n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数,当壁面条件相同时,则n 1=n 2=n ; R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径(m ); A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积(㎡); 4、各项水头损失的计算如下: (1)沿程水头损失的计算公式为

第10章 弹性力学空间问题

第十章弹性力学空间问题知识点 空间柱坐标系 空间轴对称问题的基本方程空间球对称问题的基本方程布西内斯科解 分布载荷作用区域外的沉陷弹性球体变形分析 热应力的弹性力学分析方法坝体热应力 质点的运动速度与瞬时应力膨胀波与畸变波柱坐标基本方程 球坐标的基本方程 位移表示的平衡微分方程乐普位移函数 载荷作用区域内的沉陷球体接触压力分析 受热厚壁管道 弹性应力波及波动方程应力波的相向运动 一、内容介绍 对于弹性力学空间问题以及一些专门问题,其求解是相当复杂的。 本章的主要任务是介绍弹性力学的一些专题问题。通过学习,一方面探讨弹性力学空间问题求解的方法,这对于引导大家今后解决某些复杂的空间问题,将会有所帮助。另一方面,介绍的弹性力学专题均为目前工程上普遍应用的一些基本问题,这些专题的讨论有助于其它课程基本问题的学习,例如土建工程的地基基础沉陷、机械工程的齿轮接触应力等。 本章首先介绍空间极坐标和球坐标问题的基本方程。然后讨论布希涅斯克问题,就是半无限空间作用集中力的应力和沉陷。通过布希涅斯克问题的求解,进一步推导半无限空间作用均匀分布力的应力和沉陷、以及弹性接触问题。 另一方面,本章将介绍弹性波、热应力等问题的基本概念。 二、重点 1、空间极坐标和球坐标问题; 2、布希涅斯克问题; 3、半无限空间作 用均匀分布力的应力和沉陷;弹性接触问题;4、弹性波;5、热应力。

§10.1 柱坐标表示的弹性力学基本方程 学习思路: 对于弹性力学问题,坐标系的选择本身与问题的求解无关。但是,对于某些问题,特别是空间问题,不同的坐标系对于问题的基本方程、特别是边界条件的描述关系密切。某些坐标系可以使得一些特殊问题的边界条件描述简化。因此,坐标系的选取直接影响问题求解的难易程度。 例如对于弹性力学的轴对称或者球对称问题,如果应用直角坐标问题可能得不到解答,而分别采用柱坐标和球坐标求解将更为方便。 本节讨论有关空间柱坐标形式的基本方程。特别是关于空间轴对称问题的基本方程。 学习要点: 1、空间柱坐标系; 2、柱坐标基本方程; 3、空间轴对称问题的基本方程。 1、空间柱坐标系 在直角坐标系下,空间任意一点M的位置是用3个坐标(x,y,z)表示的,而在柱坐标系下,空间一点M的位置坐标用(ρ,?,z)表示。 直角坐标与柱坐标的关系为:x =ρ cos ?,y =ρ sin ? ,z = z 柱坐标下的位移分量为:uρ,u? , w 柱坐标下的应力分量为:σρ,σ? σz,τρ?,τ? z,τzρ 柱坐标下的应变分量为:ερ,ε? εz,γρ?,γ? z,γzρ 以下讨论柱坐标系的弹性力学基本方程。 2、柱坐标基本方程

计算公式大全

网络工程师软考常用计算公式 单位的换算 1字节(B)=8bit 1KB=1024字节1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 通信单位中K=千,M=百万 计算机单位中K=210,M=220 倍数刚好是1024的幂 ^为次方;/为除;*为乘;(X/X)为单位 计算总线数据传输速率 总线数据传输速率=时钟频率(Mhz)/每个总线包含的时钟周期数*每个总线周期传送的字节数(b) 计算系统速度 每秒指令数=时钟频率/每个总线包含时钟周期数/指令平均占用总线周期数 平均总线周期数=所有指令类别相加(平均总线周期数*使用频度) 控制程序所包含的总线周期数=(指令数*总线周期数/指令) 指令数=指令条数*使用频度/总指令使用频度 每秒总线周期数=主频/时钟周期 FSB带宽=FSB频率*FSB位宽/8

计算机执行程序所需时间 P=I*CPI*T 执行程序所需时间=编译后产生的机器指令数*指令所需平均周期数*每个机器周期时间指令码长 定长编码:码长>=log2 变长编码:将每个码长*频度,再累加其和 平均码长=每个码长*频度 流水线计算 流水线周期值等于最慢的那个指令周期 流水线执行时间=首条指令的执行时间+(指令总数-1)*流水线周期值 流水线吞吐率=任务数/完成时间 流水线加速比=不采用流水线的执行时间/采用流水线的执行时间 存储器计算 存储器带宽:每秒能访问的位数单位ns=10-9秒 存储器带宽=1秒/存储器周期(ns)*每周期可访问的字节数 (随机存取)传输率=1/存储器周期 (非随机存取)读写N位所需的平均时间=平均存取时间+N位/数据传输率

弹性力学基本概念

弹性力学中的基本假定1连续性假定在物体体积内都被连续介质所充满,没有任何空隙,亦即从宏观角度上认为物体是连续的。因此,所有的物理量均可以用连续函数来表示,从而可以应用数学分析工具2完全弹性假定物体是完全弹性的。这个假定包含两点含义:a.当外力取消时,物体回复到原状,不留任何残余变形,即所谓“完全弹性”b.应力与相应的应变成正比,即所谓“线性弹性”。根据完全弹性假定,物体中的应力与应变之间的物理关系可以用胡克定律来表示3均匀性物体是由同种材料组成的,物体内任何部分的材料性质均相同。这样,物体的弹性常数等不随位置坐标而变化4各向同性物体内任一点各方向的材料性质都相同。这样,弹性常数等也不随方向而变化。凡符合以上四个假定的物体,称为理想弹性体5小变形假定假定物体的位移和应变是微小的。物体在受力后,其位移远小于物体的尺寸,其应变远小于1。用途:a.简化几何方程,使几何方程成为线性方程。b.简化平衡微分方程面力是作用于物体表面上的外力 体力是作用于物体体积内的外力 应力单位截面积上的内力 切应力互等定理作用于两个互相垂直面上,并且垂直于该两面交线的切应力是互等的 形变就是物体形状的改变。通过任一点作3个沿正坐标方向的微分线段,并以这些微分线段的应变来表示该点的形变 成为平面应力问题条件1等厚度薄板2面力只作用于板边,其方向平行与中面,且沿厚度不变3体力作用于体积内,其方向平行于中面,且沿厚度不变4约束只作用于板边,其方向平行于中面,且沿厚度不变 成为平面应变问题条件1常截面长住体2面力作用于柱面上,其方向平行于横截面,且沿长度方向不变3体力作用于体积内,其方向平行于横截面,且沿长度方向不变4约束作用于柱面上,其方向平行于横截面,且沿长度方向不变 平衡微分方程表示区域内任一点(x,y)的微分体的平衡条件 平衡问题中一点应力状态1求斜面应力分量2由斜面应力分量求斜面上的正应力和切应力3求一点的主应力及应力方向4求一点的最大和最小的正应力和切应力 几何方程表示任一点的微分线段上,形变分量与位移分量之间的关系式 形变与位移的关系1如果物体的位移确定,则形变完全确定2当物体的形变分量确定时,位移分量不完全确定 边界条件表示在边界上位移与约束,或应力与面力之间的关系式。可分为:位移边界条件、应力边界条件和混合边界条件 位移边界条件实质上是变形连续条件在约束边界上的表达式 应力分量和正的面力分量的正负号规定不同在正坐标面上,应力分量与面力分量同号;在负坐标面上,应力分量与面力分量异号 应力边界条件两种表达方式:1在边界点取出一个微分体,考虑其平衡条件2在同一边界上,应力分量应等于对应的面力分量(数值相同,方向一致) 圣维南原理如果把物体的一小部分边界上的面力,变化为分布不同但静力等效的面力(主矢量相同,对于同一点的主矩也相同)那么近处的应力分布将有显著的改变,但是远处所受的影响可以不计只能应用于一小部分边界上(又称局部边界、小边界和次要边界) 圣维南原理推广如果物体一小部分边界上的面力是一个平衡力系(主矢量及主矩都等于零),那么这个面力就只会使近处产生显著的应力而远处的应力可以不计 应力边界条件上应用圣维南原理就是在小边界上将精确的应力边界条件式,代之为静力等效的主矢量和主矩的条件 形变协调条件的物理意义1形变协调条件是连续体中位移连续性的必然结果2形变协调条件是形变对应的位移存在且连续的必要条件

真空常用计算公式

真空概念及真空计算公式 1、真空的定义 真空系统指低于该地区大气压的稀簿气体状态 2、真空度 处于真空状态下的气体稀簿程度,通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思,真空度低表示真空度“差”的意思。 3、真空度单位 通常用托(Torr)为单位,近年国际上取用帕(Pa)作为单位。 1托=1/760大气压=1毫米汞柱 4、托与帕的转换 1托=133.322帕或1帕=7.5×10-3托 5、平均自由程 作无规则热运动的气体粒子,相继两次碰撞所飞越的平均距离,用符号“λ”表示。 6、流量 单位时间流过任意截面的气体量,符号用“Q”表示,单位为帕·升/秒(Pa·L/s)或托·升/秒(Torr·L/s)。

7、流导 表示真空管道通过气体的能力。单位为升/秒(L/s),在稳定状态下,管道流导等于管道流量除以管道两端压强差。 符号记作“U”。U=Q/(P2- P1) 8、压力或压强 气体分子作用于容器壁的单位面积上的力,用“P”表示。 9、标准大气压 压强为每平方厘米101325达因的气压,符号:(Atm)。 10、极限真空 真空容器经充分抽气后,稳定在某一真空度,此真空度称为极限真空。通常真空容器须经12小时炼气,再经12小时抽真空,最后一个小时每隔10分钟测量一次,取其10次的平均值为极限真空值。 11、抽气速率 在一定的压强和温度下,单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气速率,简称抽速。即Sp=Q/(P-P0) 12、热偶真空计 利用热电偶的电势与加热元件的温度有关,元件的温度又与气体的热传导有关的原理来测量真空度的真空计。

13、电离真空计(又收热阴极电离计) 由筒状收集极,栅网和位于栅网中心的灯丝构成,筒状收集极在栅网外面。热阴极发射电子电离气体分子,离子被收集极收集,根据收集的离子流大小来测量气体压强的真空计。 14、复合真空计 由热偶真空计与热阴极电离真空计组成,测量范围从大气~10-5Pa。 15、冷阴极电离计 阳极筒的两端有一对阴极板,在外加磁场作用,阳极筒内形成潘宁放电产生离子,根据阴极板收集的离子流的大小来测定气体压强的真空计。 16、电阻真空计 利用加热元件的电阻与温度有关,元件的温度又与气体传导有关的原理,通过电桥电路来测量真空度的真空计。 17、麦克劳真空计(压缩式真空计) 将待测的气体用汞(或油)压缩到一极小体积,然后比较开管和闭管的液柱差,利用玻义尔定律直接算出气体压强的一种绝对真空计。 18、B-A规 这是一种阴极与收集极倒置的热阴极电离规。收集极是一根细丝,放在栅网中心,灯丝放在栅网外面,因而减少软X射线影响,延伸测量下限,可测超高真空。

弹性力学基础知识点复习

固体力学的重要分支,它研究弹性物体在外力和其他外界因素作用下产生的变形和内力,又称弹性理论。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础,广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。 弹性体是变形体的一种,它的特征为:在外力作用下物体变形,当外力不超过某一限度时,除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时,一般就把它当作弹性体处理。 人类从很早时就已经知道利用物体的弹性性质了,比如古代弓箭就是利用物体弹性的例子。当时人们还是不自觉的运用弹性原理,而人们有系统、定量地研究弹性力学,是从17世纪开始的。 弹性力学所依据的基本规律有三个:变形连续规律、应力-应变关系和运动(或平衡)规律,它们有时被称为弹性力学三大基本规律。弹性力学中许多定理、公式和结论等,都可以从三大基本规律推导出来。连续变形规律是指弹性力学在考虑物体的变形时,只考虑经过连续变形后仍为连续的物体,如果物体中本来就有裂纹,则只考虑裂纹不扩展的情况。这里主要使用数学中的几何方程和位移边界条件等方面的知识。

弹性力学所依据的基本规律有三个:变形连续规律、应力-应变关系和运动(或平衡)规律,它们有时被称为弹性力学三大基本规律。弹性力学中许多定理、公式和结论等,都可以从三大基本规律推导出来。 ①变形连续规律弹性力学(和刚体的力学理论不同)考虑到物体的变形,但只限于考虑原来连续、变形后仍为连续的物体,在变形过程中,物体不产生新的不连续面。如果物体中本来就有裂纹,则弹性力学只考虑裂纹不扩展的情况。 反映变形连续规律的数学方程有两类:几何方程和位移边界条件。几何方程反映应变和位移的联系,它的力学含义是,应变完全由连续的位移所引起,

真空泵的选型及常用计算公式

真空泵的选型及常用计 算公式 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

真空泵选型 真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子,降低真空室内的气体压力,使之达到要求的真空度。概括地讲从大气到极高真空有一个很大的范围,至今为止还没有一种真空系统能覆盖这个范围。因此,为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设备工作寿命要求、不同的真空区段需要选择不同的真空系统配置。为达到最佳配置,选择真空系统时,应考虑下述各点: 确定工作真空范围: ----首先必须检查确定每一种工艺要求的真空度。因为每一种工艺都有其适应的真空度范围,必须认真研究确定之。 确定极限真空度 ----在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度,因为系统的极限真空度决定了系统的最佳工作真空度。一般来讲,系统的极限真空度比系统的工作真空度低20%,比前级泵的极限真空度低50%。 被抽气体种类与抽气量 检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。因为如果被抽气体种类与泵内液体发生反应,泵系统将被污染。同时必须考虑确定合适的排气时间与抽气过程中产生的气体量。 真空容积 检查确定达到要求的真空度所需要的时间、真空管道的流阻与泄漏。 考虑达到要求真空度后在一定工艺要求条件下维持真空需要的抽气速率。 主真空泵的选择计算 S=tLog(P1/P2) 其中: S为真空泵抽气速率(L/s) V为真空室容积(L)

t为达到要求真空度所需时间(s) P1为初始真空度(Torr) P2为要求真空度(Torr) 例如: V=500L t=30s P1=760Torr P2=50Torr 则: S=t Log(P1/P2) =30xLog(760/50) =s 当然上式只是理论计算结果,还有若干变量因素未考虑进去,如管道流阻、泄漏、过滤器的流阻、被抽气体温度等。实际上还应当将安全系数考虑在内。 目前工业中应用最多的是水环式真空泵和旋片式真空泵等 一般的要求是: 1、真空度、真空容积、主要介质、温度、主要容积类设备。 2、真空流入介质及流量、压力、温度、规律。 3、抽气量、抽出气体介质、温度。 4、真空设备的占地面积、自动化程度、真空管道规格 选用真空泵时需要注意事项: 1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:真空镀膜要求1×10-5mmHg的真空度,选用的真空泵的真空度至少要5×10- 6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。 2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围,如:扩散泵为10-3~10-7mmHg,在这样宽压强范围内,泵的抽速随压强而变化,其稳定的工作压强范围为5×10-4~5×10-6mmHg。因而,泵的工作点应该选在这个范围之

弹性力学试题及答案

《弹性力学》试题参考答案(答题时间:100分钟) 一、填空题(每小题4分) 1.最小势能原理等价于弹性力学基本方程中: 平衡微分方程 , 应力边界条件 。 2.一组可能的应力分量应满足: 平衡微分方程 ,相容方程(变形协调条件) 。 3.等截面直杆扭转问题中, M dxdy D =?? 2?的物理意义是 杆端截面上剪应力对转轴的矩等于杆 截面内的扭矩M 。 4.平面问题的应力函数解法中,Airy 应力函数?在边界上值的物理意义为 边界上某一点(基准点)到任一点外力的矩 。 5.弹性力学平衡微分方程、几何方程的张量表示为: 0,=+i j ij X σ ,)(2 1,,i j j i ij u u +=ε。 二、简述题(每小题6分) 1.试简述力学中的圣维南原理,并说明它在弹性力学分析中的作用。 圣维南原理:如果物体的一小部分边界上的面力变换为分布不同但静力等效的面力(主矢与主矩相同),则近处的应力分布将有显著的改变,但远处的应力所受影响可以忽略不计。 作用:(1)将次要边界上复杂的面力(集中力、集中力偶等)作分布的面力代替。 (2)将次要的位移边界条件转化为应力边界条件处理。 2.图示两楔形体,试分别用直角坐标和极坐标写出其应力函数?的分离变量形式。 题二(2)图 (a )???=++= )(),(),(222θθ??f r r cy bxy ax y x (b )? ??=+++= )(),(),(3 3223θθ??f r r dy cxy y bx ax y x 3.图示矩形弹性薄板,沿对角线方向作用一对拉力P ,板的几何尺寸如图,材料的弹性模量E 、泊松比 μ 已知。试求薄板面积的改变量S ?。

真空计算常用公式

真空计算常用公式 1、玻义尔定律 体积V,压强P,P?V=常数(一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。 即P1/P2=V2/V1) 2、盖?吕萨克定律 当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比:(V1/V2=T1/T2=常数) 当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(或P降低)1℃,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。 3、查理定律 当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其他绝对温度T成正比,即:P1/P2=T1/T2 在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)1/273。 4、平均自由程: λ=(5×10-3)/P (cm) 5、抽速: S=dv/dt (升/秒)或S=Q/P Q=流量(托?升/秒) P=压强(托)V=体积(升) t=时间(秒) 6、通导:C=Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽气时间: 对于从大气压到1托抽气时间计算式:t=8V/S (经验公式) (V为体积,S为抽气速率,通常t在5~10分钟内选择。) 8、维持泵选择: S维=S前/10 9、扩散泵抽速估算: S=3D2 (D=直径cm) 10、罗茨泵的前级抽速: S=(0.1~0.2)S罗(l/s) 11、漏率: Q漏=V(P2-P1)/(t2-t1) Q漏-系统漏率(mmHg?l/s) V-系统容积(l) P1-真空泵停止时系统中压强(mmHg) P2-真空室经过时间t后达到的压强(mmHg) t-压强从P1升到P2经过的时间(s) 12、粗抽泵的抽速选择: S=Q1/P预(l/s) S=2.3V?lg(Pa/P预)/t S-机械泵有效抽速Q1-真空系统漏气率(托?升/秒) P预-需要达到的预真空度(托) V-真空系统容积(升) t-达到P预时所需要的时间Pa-大气压值(托) 13、前级泵抽速选择: 排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子

最新弹性力学复习重点+试题及答案【整理版】

弹性力学2005 期末考试复习资料一、简答题1.试写出弹性力学平面问题的基本方程,它们揭示的是那些物理量之间的相互关系?在应用这些方程时,应注意些什么问题? 答:平面问题中的平衡微分方程:揭示的是应力分量与体力分量间的相互关系。应注意两个微分方程中包含着三个未知函数σx、σy、τxy=τyx ,因此,决定应力分量的问题是超静定的,还必须考虑形变和位移,才能解决问题。 平面问题的几何方程: 揭示的是形变分量与位移分量间的相互关系。应注意当物体的位移分量完全确定时,形变量即完全确定。反之,当形变分量完全确定时,位移分量却不能完全确定。 平面问题中的物理方程:揭示的是形变分量与应力分量间的相互关系。应注意平面应力问题和平面应变问题物理方程的转换关系。 2.按照边界条件的不同,弹性力学问题分为那几类边界问题? 试作简要说明。 答:按照边界条件的不同,弹性力学问题分为位移边界问题、应力边界问题和 混合边界问题。 位移边界问题是指物体在全部边界上的位移分量是已知的,也就是位移的边界值是边界上坐标的已知函数。 应力边界问题中,物体在全部边界上所受的面力是已知的,即面力分量在边界上所有各点都是坐标的已知函数。 混合边界问题中,物体的一部分边界具有已知位移,因而具有位移边界条件;另一部分边界则具有应力边界条件。 3.弹性体任意一点的应力状态由几个应力分量决定?试将它们写出。如何确定它们的正负号? 答:弹性体任意一点的应力状态由6个应力分量决定,它们是:σx、σy、σz、τxy、τyz、、τzx。正面上的应力以沿坐标轴正方向为正,沿坐标轴负方向为负。负面上的应力以沿坐标轴负方向为正,沿坐标轴正方向为负。 4.在推导弹性力学基本方程时,采用了那些基本假定?什么是“理想弹性体”?试举例说明。 答:答:在推导弹性力学基本方程时,采用了以下基本假定:(1)假定物体是连续的。 (2)假定物体是完全弹性的。 (3)假定物体是均匀的。 (4)假定物体是各向同性的。 (5)假定位移和变形是微小的。 符合(1)~(4)条假定的物体称为“理想弹性体”。一般混凝土构件、一般土质地基可近似视为“理想弹性体”。 5.什么叫平面应力问题?什么叫平面应变问题?各举一个工程中的实例。 答:平面应力问题是指很薄的等厚度薄板只在板边上受有平行于板面并且不沿厚度变化的 面力,同时体力也平行于板面并且不沿厚度变化。如工程中的深梁以及平板坝的平板 支墩就属于此类。 平面应变问题是指很长的柱型体,它的横截面在柱面上受有平行于横截面而且不沿长 度变化的面力,同时体力也平行于横截面而且也不沿长度变化,即内在因素和外来作 用都不沿长度而变化。 6.在弹性力学里分析问题,要从几方面考虑?各方面反映的是那些变量间的关系? 答:在弹性力学利分析问题,要从3方面来考虑:静力学方面、几何学方面、物理学方面。 平面问题的静力学方面主要考虑的是应力分量和体力分量之间的关系也就是平面问 题的平衡微分方程。平面问题的几何学方面主要考虑的是形变分量与位移分量之间的 关系,也就是平面问题中的几何方程。平面问题的物理学方 面主要反映的是形变分量与应力分量之间的关系,也就是平 面问题中的物理方程。

真空概念及真空常用计算公式

真空概念及真空常用计算公式 1、真空的定义 真空系统指低于该地区大气压的稀簿气体状态 2、真空度 处于真空状态下的气体稀簿程度,通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思,真空度低表示真空度“差”的意思。 3、真空度单位 通常用托(Torr)为单位,近年国际上取用帕(Pa)作为单位。 1托=1/760大气压=1毫米汞柱 4、托与帕的转换 1托=133.322帕或1帕=7.5×10-3托 5、平均自由程 作无规则热运动的气体粒子,相继两次碰撞所飞越的平均距离,用符号“λ”表示。 6、流量 单位时间流过任意截面的气体量,符号用“Q”表示,单位为帕·升/秒(Pa·L/s)或托·升/秒(Torr·L/s)。 7、流导 表示真空管道通过气体的能力。单位为升/秒(L/s),在稳定状态下,管

道流导等于管道流量除以管道两端压强差。 符号记作“U”。U=Q/(P2- P1) 8、压力或压强 气体分子作用于容器壁的单位面积上的力,用“P”表示。 9、标准大气压 压强为每平方厘米101325达因的气压,符号:(Atm)。 10、极限真空 真空容器经充分抽气后,稳定在某一真空度,此真空度称为极限真空。通常真空容器须经12小时炼气,再经12小时抽真空,最后一个小时每隔10分钟测量一次,取其10次的平均值为极限真空值。 11、抽气速率 在一定的压强和温度下,单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气速率,简称抽速。即Sp=Q/(P-P0) 12、热偶真空计 利用热电偶的电势与加热元件的温度有关,元件的温度又与气体的热传导有关的原理来测量真空度的真空计。 13、电离真空计(又收热阴极电离计) 由筒状收集极,栅网和位于栅网中心的灯丝构成,筒状收集极在栅网外面。热阴极发射电子电离气体分子,离子被收集极收集,根据收集的离子流大小来测量气体压强的真空计。

真空计算公式

真空计算公式集团档案编码:[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

真空计算公式 1、玻义尔定律 体积V,压强P,P·V=常数 一定质量的气体,当温度不变时,气体的压强与气体的体积成反比。 即P 1/P 2 =V 2 /V 1 2、盖·吕萨克定律 当压强P不变时,一定质量的气体,其体积V与绝对温度T成正比: V 1/V 2 =T 1 /T 2 =常数 当压强不变时,一定质量的气体,温度每升高(或P降低)1℃,则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。 3、查理定律 当气体的体积V保持不变,一定质量的气体,压强P与其绝对温度T成正比,即: P 1/P 2 =T 1 /T 2 在一定的体积下,一定质量的气体,温度每升高(或降低)1℃,它的压强比原来增加(或减少)1/273。 4、平均自由程:λ=(5×10-3)/P (cm) 5、抽速:S=d v /d t (升/秒)或 S=Q/P Q=流量(托·升/秒) P=压强(托) V=体积(升) t=时间(秒) 6、通导: C=Q/(P 2-P 1 ) (升/秒) 7、真空抽气时间:对于从大气压到1托抽气时间计算式: t=8V/S (经验公式) V为体积,S为抽气速率,通常t在5~10分钟内选择。 8、维持泵选择:S 维=S 前 /10 9、扩散泵抽速估算:S=3D2 (D=直径cm) 10、罗茨泵的前级抽速:S=~S 罗 (l/s) 11、漏率:Q 漏=V(P 2 -P 1 )/(t 2 -t 1 ) Q 漏 -系统漏率(mmHg·l/s) V-系统容积(l) P 1 -真空泵停止时系统中压强(mmHg) P 2 -真空室经过时间t后达到的压强(mmHg) t-压强从P 1升到P 2 经过的时间(s) 12、粗抽泵的抽速选择:S=Q 1/P 预 (l/s) S=·lg(P a /P 预 )/t S-机械泵有效抽速 Q 1 -真空系统漏气率(托·升/秒) P 预 -需要达到的预真空度(托) V-真空系统容积(升) t-达到P 预 时所需要的时间 P a -大气压值(托) 13、前级泵抽速选择: 排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等,它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值,选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走,根据管路中,各截面流量恒等的原则有:

弹性力学考试带一张纸公式等

平面应力物理方程→平面应变物理 .1 ,12μ μμμ-→-→ E E xy y x N lm m l τσσσ222++=xy x y N m l lm τσστ)()(22-+-=2 2 2122xy y x y x τσσσσσσ+??? ? ??-±+=) ()()(s f m l x s xy s x =+τσ 圣维南原理: 如果把物体的一小部分边界上的面力,变换为分布不同但静力等效的面力(主矢量相同,对 同一点的主矩也相同),那么,近处的应力分量将有显著的改变,但远处所受的影响可以不计。 相容方程y x x y xy y x ???= ??+ ??γεε22 22 2 对平面应力问题 ? ??? ????+??+-=+?y f x f y x y x )1()(2μσσ 平面应变问题 ???? ????+??-=+?y f x f y x y x μσσ-11)(2 应力函数的相容方程 2 2 222y x ??+??= ?0244 224 44 =??+???+??y y x x ? ?? 艾里应力函数 x f y x x -??=22 ? σy f x y y -??=22?σy x xy ???- =?τ2 逆解法就是先设定各种形式的、满足相容方程 式的应力函数,并由艾里应力函数求得应力分 量;然后再根据边界条件和弹性体的边界形状,得出这些应力分量对应的边界上的面力,从而 得知所选取的应力函数可以解决的问题 半逆解法就是针对所要求解的问题,根据弹性 体的边界形状和受力情况,假设部分或全部应力分量的函数形式;并由艾里应力函数推出应力函数形式,然后代入相容方程,求出应力函数的具体表达式,再按艾里应力函数由应力函数求得应力分量;并考察这些应力分量是否满足全部应力边界条件。 极坐标下的平衡微分方程为: 01=+-+??+??r r r r f r r r θ θσσθτσ021=++??+??θθ θθττθσf r r r r r 极坐标中的几何方程: r u r r ??= ε θ εθ θ??+= u r r u r 1r u r u u r r r θθθ θγ-??+??=1 极坐标平面应力问题物理方程 )(1 θμσσε-=r r E )(1r E μσσεθθ-= θ θτμγr r E )1(2+= (1) 用极坐标下的应力分量表示直角坐标下的应力分量 θθτθσθσσθθcos sin 2sin cos 22r r x -+= θθτθσθσσθθcos sin 2cos sin 22r r y ++=()()θθτθθσστθθ22sin cos cos sin -+-=r r xy (2) 用直角坐标下的应力分量表示极坐标下的 应力分量 θθτθσθσσcos sin 2sin cos 22xy y x r ++= θ θτθσθσσθcos sin 2cos sin 22xy y x -+=()() θθτθθσστθ2 2 sin cos cos sin -+-=xy x y r 应力分量用应力函数表示 222 11θ??σ??+??=r r r r 2 2r ??=? σθ? ? ? ??????-=???-??=θ?θ?θ?τθr r r r r r 11122 常体力情形的相容方程: 112 222222 2 4 =??? ? ????+??+??=??=??θ??r r r r 轴对称应力和相应的位移(一般解答): D Cr r Br r A +++=2 2ln ln ? C r B r A r 2)ln 21(2+++=σ C r B r A 2)ln 23(+++-=θσ ==r r θθττ 轴对称应力状态下对应的位移分量: θ θθ θcos sin 4K I Hr E Br u +-+= ] ]sin cos )1(2)31()1(ln )1(2)1(1θθμμμμK I Cr Br r Br r A E u r ++-+-+--+???+-= I,K 为x,y 向的刚体平移,H 为绕O 点的刚体转动角度。 空间问题 , 0=---σ σσ σσσz yz xz zy y xy zx yx x ττττττ 032213=Θ-Θ+Θ-σσσ z y x σσσ++=Θ1 2222xy zx yz y x x z z y σσσσσστττ---++=Θ xy zx yz xy z zx y yz x z y x σσσσσσττττττ22 223+---=Θ ,x u x ??=ε.x v y u xy ??+??=γ z y x v v v εεεθ++=-'=d d d 平衡方程 0=+??+??+??x zx yx x f z y x σττ 0,=+i j ji f σ 几何方程),(1 z y x x σσσE μμε --= 。yz yz E τμγ)1(2+= 物理方程 ,) 21)(1(μμμλ-+=E . )1(2μ+= E G 平面应力问题转化为平面应变问题 μ μμ-1→ 2 -1∧→ μE E ,2x x G ελθσ+=.yz yz G γτ= ( []Θ-+= μσμεx x E )1(1 yz yz E τμγ) 1(2+= ) 几何方程代入物理方程得弹性方程为: ???? ????+-+=x u E x θμμμσ211 ??? ? ????+??+= y u x v E xy )1(2μτ z w y v x u ??+ ??+??=θ 4-6圆环 圆环(平面应力问题)和圆筒(平面应变问题)受内外均布压力,属于轴对称应力问题,可以引用轴对称应力问题的通解。 C r B r A r 2)ln 21(2 +++= σ C r B r A 2)ln 23(2+++- =θσ 0==r r θθττ 边界条件:0==a r r θτ, 0==b r r θ τ, a a r r q -==σ, b b r r q -==σ 将上式代入应力表达式,有: a q C a B a A -=+++2)ln 21(2 b q C b B b A -=+++2)ln 21(2

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