第1章-物体的受力分析及其平衡条件.ppt

2020 4 21 1 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 2020 4 21 2 绪言 一 目的和意义合理的设备可降低加工制造成本 运营成本与维修成本设备的材质 壁厚和结构具备基本工程力学知识 了解化工设备常用材料特性及焊接知识 掌握化工设备的设计计算 2020 4 21 3 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 2020 4 21 4 参考书目 1 理论力学 上册 哈尔滨工业大学理论力学教研室 高等教育出版社2 材料力学 上册 刘鸿文主编 高等教育出版社3 工程力学 朱熙然主编 上海交通大学出版社4 金属材料及热处理 史美堂主编 上海科学技术出版社5 金属工业学 上册 范全福主编 高等教育出版社6 化工机械制造 第八章 第九章 姚慧珠 郑海泉编 化学工业出版社 2020 4 21 5 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 2020 4 21 6 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 2020 4 21 7 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 2020 4 21 8 第二节力矩与力偶 一 力矩 合力矩定理 F d O 2020 4 21 9 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 2020 4 21 10 三力的平移 Q Q m Q 2020 4 21 11 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 2020 4 21 12 四 平面一般力系向一点简化 O R MO R R d 2020 4 21 13 第三节物体的受力分析 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 2020 4 21 14 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 2020 4 21 15 2020 4 21 16 2020 4 21 17 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 2020 4 21 18 2020 4 21 19 3 铰链约束 2020 4 21 20 1 固定铰链支座约束 2020 4 21 21 2020 4 21 22 2020 4 21 23 2020 4 21 24 2 活动铰链支座约束 2020 4 21 25 2020 4 21 26 4 固定端约束 2020 4 21 27 2020 4 21 28 2020 4 21 29 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 2020 4 21 30 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 2020 4 21 31 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 2020 4 21 32 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 2020 4 21 33 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 2020 4 21 34 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 2020 4 21 35 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 2020 4 21 36 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 2020