石油化工装置工艺管道安装设计手册.第一篇，设计与计算 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国石化出版社

作者:张德姜等编

出品人:

页数:1124 页

译者:

出版时间:1994-4

价格:150.0

装帧:精装

isbn号码:9787801645944

丛书系列:

图书标签:

• 配管
• 石油化工
• 工艺管道
• 安装设计
• 管道计算
• 设备工程
• 化工装置
• 工程手册
• 设计规范
• 工业管道
• 流程工业

精密机械结构设计与优化实践手册 本书旨在为从事精密机械设计、制造与维护的工程师提供一套全面、实用的理论指导与工程实践案例。本书内容聚焦于机械结构在高精度、高可靠性要求下的设计方法、材料选择、强度分析与动态性能优化，特别强调了从概念设计到实际制造过程中的关键技术环节。 本书的编写基于对现代精密机械领域最新发展趋势的深刻洞察，结合了大量来自航空航天、高端数控机床、精密仪器和微纳制造等行业的实际工程经验。全书结构严谨，逻辑清晰，内容涵盖了从基础力学原理到复杂系统集成设计的全过程。 --- 第一篇：精密机械基础理论与结构设计准则 本篇是全书的理论基石，系统阐述了进行精密机械设计所必须掌握的力学、材料学和几何精度控制的基本概念。 第一章：精密机械的特性与设计环境 深入剖析了精密机械与一般机械在设计目标、误差来源和环境适应性方面的本质区别。重点讨论了决定机械性能的关键指标，如刚度、阻尼特性、热稳定性以及抗振性。阐述了在不同工作环境下（如真空、超净室、高温或低温）对结构选型和材料提出的特殊要求。 第二章：材料选择与结构性能匹配 详细介绍了适用于精密机械的关键材料体系，包括高性能合金钢、特种不锈钢、工程陶瓷、高分子复合材料以及先进的铝合金。讨论了如何根据载荷性质、疲劳寿命、蠕变倾向和热膨胀系数进行材料的科学筛选。特别辟出章节讨论了材料微观结构对宏观力学性能的影响，以及如何通过热处理工艺优化材料的内部应力分布和表面硬度。 第三章：静力学与强度分析 本章侧重于结构的静态可靠性设计。系统讲解了基于应力-应变关系的经典强度理论（如冯·米塞斯、应力张量分析）在复杂载荷下的应用。详尽阐述了疲劳设计方法，包括S-N曲线的建立、高周疲劳与低周疲劳的区分，以及基于断裂力学原理的裂纹扩展寿命评估。引入了接触应力分析（如赫兹接触理论）在齿轮、轴承等关键连接处的应用规范。 第四章：结构几何精度与公差配合 精密机械设计的核心在于几何精度。本章深入探讨了形位公差（GD&T）体系在复杂三维结构设计中的应用。讲解了如何通过合理的结构布局和尺寸链分析来控制累积误差，确保运动部件的相互位置精度。详细介绍了误差分配策略，以及如何利用统计方法（如蒙特卡洛模拟）预测装配后系统的整体精度表现。 --- 第二篇：动态响应与系统优化 本篇聚焦于机械系统的运动学、动力学特性分析及其优化技术，是实现高速度、高精度运动控制的基础。 第五章：振动理论与机械系统动力学 系统回顾了单自由度与多自由度系统的振动特性。重点讲解了模态分析在结构设计中的应用，包括如何通过有限元方法（FEM）提取结构的固有频率和振型，并设计出避开工作频率的结构参数。讨论了阻尼在吸收振动能量中的作用，并介绍了粘滞阻尼、结构阻尼和附加阻尼装置（如粘弹性垫、调谐质量阻尼器）的设计与计算。 第六章：刚度与柔顺性设计 刚度是精密机械抵抗形变、保持精度的关键。本章详细分析了梁、板、壳等基本构件的刚度特性，并探讨了桁架结构、蜂窝结构在实现轻量化同时最大化刚度的设计技巧。引入了柔顺机构（Compliant Mechanisms）的概念，阐述了如何通过材料的弹性变形实现无摩擦、无间隙的运动，特别是在微动平台设计中的应用。 第七章：热力耦合分析与温升控制 现代高速精密设备产生的热负荷不容忽视。本章讲解了热传导、对流和辐射的基本原理，以及如何进行瞬态和稳态的热应力分析。深入讨论了如何通过优化冷却回路设计（如水冷、风冷、温控流体回路）、选择低热膨胀系数材料和热隔离技术，来将结构的热变形控制在微米甚至纳米级别。 第八章：系统动态性能的优化方法 本章提供了一系列提高机械系统动态性能的实用工程方法。包括如何通过质量分布优化来平衡运动部件，减小惯性力矩。介绍了主动隔振和被动隔振系统的设计准则。此外，还详细讲解了如何结合控制算法（如PID控制、前馈控制）与机械结构进行协同设计，以抑制运动过程中的误差和振动。 --- 第三篇：关键子系统设计与工程实现 本篇侧重于精密机械中常见功能子系统的具体设计案例、技术细节和工程规范。 第九章：精密导向与传动系统的设计 全面覆盖了滑动导轨、滚动导轨（滚珠、滚柱）以及直线电机驱动系统的设计要点。对轴承的选型（如空气轴承、磁悬浮轴承）进行了深度比较分析，重点阐述了轴承预紧力对系统刚度和摩擦特性的影响。在传动方面，详述了精密齿轮、蜗轮蜗杆、谐波减速器以及无反冲滚珠丝杠的选型、润滑与寿命计算。 第九章：连接、装配与检测试验 强调了连接技术在维持系统精度中的关键作用。讨论了螺栓连接的预紧力计算、键连接与过盈配合的设计规范，以及粘接与焊接在精密结构中的适用性。本章还详细介绍了精密设备的装配工艺流程，包括环境控制要求、关键尺寸的检测方法（如激光干涉仪、接触式三坐标测量机）和系统的动态性能验收标准。 第十一章：面向增材制造的结构设计（拓扑优化应用） 探讨了如何利用增材制造技术（3D打印）的自由度来设计传统工艺难以实现的轻量化、高集成度结构。重点介绍拓扑优化（Topology Optimization）在确定最优承力路径中的应用，以及如何根据增材制造的约束条件（如支撑结构、残余应力控制）对优化结果进行后处理和结构加强。 --- 附录 常用工程材料的力学性能与热学性能参数表 常见失效模式的诊断与预防措施 结构可靠性分析的初步指南

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总而言之，这本《石油化工装置工艺管道安装设计手册.第一篇，设计与计算》是我在石油化工领域学习管道设计过程中不可或缺的一本参考书。它不仅提供了丰富的理论知识和计算方法，更重要的是，它帮助我建立了一个系统性的设计思维框架，并教会我如何将理论知识应用于实际工程问题。书中对于管道系统的水锤效应、噪声控制、以及保温/保冷设计等方面的详细讲解，也让我对管道工程有了更深入的认识。这本书的出版，无疑为石油化工行业的工程师们提供了一份宝贵的资源，值得大家深入研读和学习。

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这本书的章节划分和知识点的组织也做得非常出色。它循序渐进，从基础理论到具体应用，逐步深入，让读者能够更好地理解和掌握管道设计过程中的复杂概念。对于我这样需要系统学习管道设计知识的人来说，这种结构化的学习方式非常有效。在设计计算方面，书中对各种载荷的分析，包括静载荷、动载荷、热载荷等，以及它们对管道系统的影响，都进行了清晰的阐述。它详细讲解了管道的弯曲、扭转、剪切等各种应力形式，并提供了相应的计算方法和设计准则。更重要的是，书中还强调了不同工况下应力集中的重要性，以及如何通过优化设计来减小应力集中，从而提高管道系统的安全性和可靠性。

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作为一名需要频繁查阅设计资料的工程师，这本书的索引和目录设计也让我感到十分满意。它能够让我快速地找到所需的信息，大大提高了工作效率。书中对于管道系统完整性管理和风险评估的论述，也让我受益匪浅。它不仅关注于管道的设计和计算，还延伸到了管道的安装、检验、运行和维护等各个环节，为我提供了一个更加全面的视角来理解管道工程。例如，书中对于管道接口处的细节处理，如焊缝坡口形式、焊工资格要求、以及焊后热处理等，都进行了详细的说明，这些都是保证管道连接可靠性的关键细节。

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这本书在提供设计规范和标准的同时，更注重培养读者的设计思维和解决问题的能力。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更是告诉你“为什么这么做”。例如，在管道布置的设计部分，书中详细阐述了影响管道布置的各种因素，如工艺流程、设备布局、操作便利性、检修空间、以及安全性等，并提供了多种优化布置的策略和方法。它还强调了管道系统整体性的重要性，即在设计单条管道时，也需要考虑其对整个系统可能产生的影响。这种系统性的思考方式，对于我们培养全面的工程设计能力至关重要。

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作为一名在实际工作中需要与管道设计打交道的工程师，我最看重的是手册的实用性和指导性。而这本《石油化工装置工艺管道安装设计手册.第一篇，设计与计算》在这方面表现得尤为突出。书中提供的设计流程和计算步骤，清晰明了，逻辑严谨，几乎涵盖了工艺管道设计的所有关键环节。从初步的流程图分析，到管道的布置、选材、应力分析，再到最终的安装细节，每一个步骤都给出了具体的指导和参考。尤其是在一些容易被忽视的细节方面，比如管道支撑的设计、补偿器的选择和布置、以及管道系统的水压试验和吹扫等，书中都进行了详细的论述，并提供了丰富的图例和实例。这对于我们这些在一线工作的工程师来说，无疑是一份宝贵的财富，能够帮助我们避免很多不必要的弯路和错误，提高工作效率和设计质量。

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我尤其赞赏这本书在案例分析上的深度。它不仅仅是理论的罗列，而是通过大量的实际工程案例，将理论知识与实践相结合，让读者能够更直观地理解设计原理和计算方法。这些案例覆盖了石油化工装置中各种典型的工艺管道，如高温高压管线、低温管线、腐蚀性介质管线等，并详细分析了在这些特定工况下，管道设计和计算时需要重点考虑的因素。例如，书中对某些特殊介质管道的设计，如氢氟酸管道或含硫介质管道，进行了深入的探讨，阐述了在这些极端条件下，材料选择、连接方式、以及防腐蚀措施等方面的特殊要求。这种贴近实际的案例分析，对于我们提升解决实际工程问题的能力非常有帮助。

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对于我这样一名希望不断提升专业技能的工程师来说，这本《石油化工装置工艺管道安装设计手册.第一篇，设计与计算》提供了一个非常全面和系统的学习平台。它不仅仅是一本工具书，更像是一位经验丰富的设计导师。书中对于管道应力分析的讲解，是我认为最具有价值的部分之一。它详细介绍了应力分析的各种方法，包括经验公式法、解析法以及有限元分析法，并对比了它们各自的优缺点和适用范围。此外，书中还详细阐述了管道在热膨胀、振动、风载、地震等各种外部因素作用下的受力情况，以及如何进行相应的应力计算和校核。这种深入的分析，让我对管道系统在实际运行中所面临的复杂应力状况有了更清晰的认识。

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我非常欣赏这本书的严谨性和权威性。它引用了大量国际和国内的行业标准和规范，并对其中的关键条文进行了详细的解读和说明。这使得本书不仅具有很高的参考价值，也确保了设计计算的准确性和可靠性。书中对于管道连接方式的探讨，例如法兰连接、焊接连接、螺纹连接等，以及它们在不同压力、温度和介质条件下的适用性，都进行了非常详尽的分析，并提供了相关的设计和选型依据。这一点对于保证管道系统的密封性和可靠性至关重要。

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我特别欣赏这本书在设计计算部分的处理方式。它并没有简单地给出计算公式，而是对每个公式的推导过程进行了详细的阐述，这使得读者能够理解公式的由来，而不仅仅是机械地套用。例如，在压力设计部分，书中对管道壁厚计算的各种影响因素，如操作压力、设计压力、介质性质、温度、腐蚀余量等，都做了细致的分析和说明。它还引入了多种计算方法，并比较了它们之间的异同及适用范围，这让我能够根据实际情况选择最合适的计算依据。此外，书中对于应力分析的讲解也非常到位，它不仅介绍了理论基础，还结合了有限元分析等现代计算工具的应用，为我理解管道在复杂受力情况下的变形和应力分布提供了强有力的支持。这种“授人以渔”式的教学方法，让我受益匪浅，也激发了我进一步学习和探索的兴趣。

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这本《石油化工装置工艺管道安装设计手册.第一篇，设计与计算》给我留下了非常深刻的印象，虽然我是一名初入化工行业的工程师，对于管道设计这块的知识体系还处于摸索阶段，但这本书的出现，无疑为我指明了一个清晰的方向。从拿到书的第一刻起，我就被其严谨的结构和详实的内容所吸引。首先，它不仅仅是简单罗列了一些规范和公式，而是深入浅出地讲解了工艺管道设计背后的原理和逻辑。例如，在关于管道材料选择的部分，作者并没有止步于列出常见的碳钢、不锈钢等，而是详细分析了不同材料在耐腐蚀性、耐温性、机械强度等方面的优劣，并结合实际工程案例，指导我们如何在复杂的工况下做出最优选择。这一点对我来说尤为重要，因为我知道，一个错误的材料选择，可能会导致整个装置的安全性大打折扣，甚至引发灾难性的后果。

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