[工学]化工机械基础.ppt

化工机械基础 陈 刚 第20教学楼136 *2 教材： 面向21世纪课程教材 “化工机械基础”，第二版，陈 国桓主编，化学工业出版社 *3 绪 言 一、为什么开这门课？ 由规模经济引发，必须对大设备 进行应力分析； 设备必须出计算书，重点校核强 度、刚度和稳定性； 设备与工艺相辅相成，互为补充 ； *4 二、主要内容及学时安排 第一篇 工程力学 24 学时 第二篇 材料与焊接 6 学时 第三篇 容器设计 18 学时 *5 三、学习方法 抓紧课上时间，事半功倍； 按时、优质完成作业，忌题海战术 ； 勤学、善问，注重交流； *6 第一篇 工程力学 理论力学：研究物体机械运动一般规律 材料力学：研究构件承载能力 构件承受荷载能力衡量： 1强度：构件抵抗破坏的能力 2刚度：构件抵抗变形的能力 3稳定性：构件保持原有平衡形态 能力 *7 第一章 物体的受力分析 及其平衡条件 第一节 力的概念和基本性质 一力的概念 1刚体与变形体 2力是物体间相互的机械作用 力的运动效应，由理论力学研究力 的三要素：大小，方向，作用点， 由材料力学研究力的变形效应。 *8 二力学公理 1、作用与反作用定律 2、二力平衡定律 二力构件和二力杆 3、力的平行四边形 法则 A F1 F2 F3 R1 R a a P Py Px *9 第二节 力矩与力偶 一、力矩 合力矩定理 F d O *10 二、力偶 特征： 1、是一个基本的力学量，不能与一个 力平衡，力偶只能与力偶平衡。 2、力偶对作用面内任一点之矩与矩 心的位置无关，恒等于力偶矩。 3、同平面内两力偶等效是力偶矩相 等。 *11 三 力 的 平 移 Q” Q m Q *12 四、平面一般力系向一点简化 O F1 F2 Fn O F1 F2 Fn F1 F1” m1 F2 m2 Fn mn O F1 F2 m2 Fn mn m1 R MO *13 四、平面一般力系向一点简化 O R MO R R” d *14 第三节 物体的受力分析 主动力的分类： 体力、面力、集中力 一、约束和约束反力 自由体和非自由体 约束和约束反力： 方向、作用点、大小 （ 平衡方程 ） *15 1、柔性体约束（柔索约束） 绳索，传动带，链条等，忽略刚性， 不计重力，绝对柔软且不可伸长 特点：只受拉，不受压，不能抗弯矩， 限制物体沿柔性体伸长的方向运动。 *16 *17 *18 2、光滑接触面（线）约束 特点：只受压，不受拉，沿接触点处 的公法线而指向物体，一般用N表示 。又叫法向反力。 忽略摩擦，理想光滑。 *19 *20 3、铰链约束 *21 （1）固定铰链支座约束 *22 *23 *24 *25 （2）活动铰链支座约束 *26 *27 4、固定端约束 *28 *29 *30 二、受力图 例1-1某化工厂的卧式容器，容器总重 量(包括物料、保温层等)为Q，全长为L ，支座B采用固定式鞍座，支座C采用 活动式鞍座。试画出容器的受力图。 *31 例1-2焊 接在钢柱 上的三角 形钢结构 管道支架 ，上面铺 设三根管 道，试画 出结构整 体及各构 件的受力 图。 *32 例1-3 刚架自身重力不计，AC上作用载荷 ，画出AC、BC及刚架整体的受力图 *33 画受力图的步骤： (1)简化结构，画结构简图； (2)选择研究对象，画出作用在其 上的全部主动力； (3)根据约束性质，画出作用于研 究对象上的约束反力。 *34 第四节 平面力系的平衡方程式 平面力系平衡的必要与充分条件：力系 的主矢和对任一点的主矩都等于零。 *35 例1-4 梁AB，长L=6m，A、B端各作用一 力偶，m1=15kN.m，m2=24kN.m，转 向如图所示，求支座A、B的反力。 *36 例1-5 直杆AB与弯杆BC铰接，已知AB 杆上有一力偶矩M作用，各杆重力不 计。求支座A、C处的约束反力。 *37 例1-6 刚架所受荷载、尺寸及支承情 况见图，求支座A及B处的反力。