力学基础ppt课件

第二章化工设备力学基础,本章的任务1构件的受力分析构件的受力分析主要研究构件的受力情况及平衡条件，进行受力大小的计算。其研究的构件是处于平衡状态下的构件。2构件的承载能力分析构件的承载能力是指构件在外力作用下的强度、刚度和稳定性。,1,第一节物体的受力分析,一、力的概念和基本性质二、约束及约束反力三、受力图四、平面汇交力系五、平面力偶系六、平面任意力系,2,一、力的概念与基本性质力力是物体间的相互机械作用力对物体作用效应外效应：使物体的运动状态发生改变；内效应：使物体的形状发生改变刚体在力的作用下，其物体内部任意两点之间的距离始终保持不变（或永不发生变形）刚体是静力学中对物体进行分析所简化的力学模型注意：本节以刚体为研究对象，只讨论力的外效应。,3,1、力的大小。表示物体间相互机械作用的强弱程度。单位：牛顿(N)或千牛顿(kN)。2、力的方向。表示力的作用线在空间的方位和指向。3、力的作用点。表示力的作用位置。以上称为力的三要素。力的三要素中任意一个改变，力的作用效果将改变如：扳手拧螺丝，推磨,决定力的作用效果的因素,4,力的出现形式,（1）集中力集中作用在很小面积上的力，一般可以近似地把它看成作用与某一点上。以F表示单位：N或kN,（2）分布载荷连续分布在一定面积或体积上的力用q表示，单位：N/mkN/m,5,在作用于刚体上的已知力系上，加上或去掉任意个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效果。,该公理是力系简化的理论依据。,公理3加减平衡力系公理,6,作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而不改变该力对刚体的作用。,作用于刚体上的力的三要素为：大小、方向、作用线。,推论1力的可传性原理,=,=,7,1、约束：,2、约束反力：,3、主动力：,约束对被约束体的作用力，方向与所能限制的物体运动方向相反,对一个物体的运动（或运动趋势）起限制作用的其它物体。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）,约束力以外的力。,二、约束及约束反力,8,五、力矩力偶,（一）、力矩的概念力矩是力对物体的转动效应的度量力矩的表示力矩的矩心、力臂大小、转向、作用面正负号规定力矩是代数量。其符号规定为：力使物体绕矩心逆时针转动时为正，顺时针转动为负。量纲单位：牛顿.米N.m或千牛.米kN.m,9,力系中合力对一点的矩，等于力系中各分力对同一点之矩的代数和。设某力系为Fi（i=1,2,n），其合力为FR，根据以上理论，则有表达式：,合力矩定理,10,（二）、力偶定义：两个大小相等，方向相反，且不共线的平行力组成的力系称为力偶。力偶的表示法书面表示（F，F）图示力偶矩用以衡量力偶对刚体的转动效应大小正负规定：逆时针为正单位量纲：牛米N.m或千牛米kN.m,力偶的三要素力偶矩的大小、力偶的转向、力偶的作用面,11,力偶的基本性质力偶无合力力偶中两个力对其作用面内任意一点之矩的代数和，等于该力偶的力偶矩（转动效应与矩心无关）力偶的等效性,12,在不改变力偶三要素的前提下，力偶可在其作用面内任意移动，因此，只要力偶矩大小不变，可改变力与力偶臂大小，而不改变力偶对刚体的效应。,=,=,=,力偶的等效性：,13,力的平移定理：作用于刚体上的力可以平行移动到刚体上的任意一指定点，但必须同时在该力与指定点所决定的平面内附加一力偶，其力偶矩等于原力对指定点之矩。,d,六、平面任意力系,1、力的平移定理,14,例1带有悬挂件的蒸馏塔