化工机械基础1-1物体的受力分析及其平衡条件

1、化工机械基础,许 莉 第20教学楼009 27409839,2020/10/7,2,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,2020/10/7,3,绪 言,一、目的和意义 合理设备可简化流程，降低成本 设备的结构和材质 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，及典型机械传动。,2020/10/7,4,P=32MPa, T=450550,2020/10/7,5,二、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,2020/10/7,6,参考书目,1、

2、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,2020/10/7,7,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,2020/10/7,8,第一章 物体的受力分析及其平衡条

3、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 力的变形效应，由材料力学研究 力的三要素：大小，方向，作用点。,2020/10/7,9,二力学公理,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、加减平衡力系定律,4、力的平行四边形法则,A,F1,F2,F3,R1,R,a,a,P,Py,Px,2020/10/7,10,第二节 力矩与力偶,一、力矩,合力矩定理,F,d,O,2020/10/7,11,二、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

4、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。,2020/10/7,12,三、力的平移,Q”,Q,m,Q,2020/10/7,13,四、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,2020/10/7,14,四、平面一般力系向一点简化,O,R,MO,R,R”,d,2020/10/7,15,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 主动力（促使运动）和被动力,2020/10/7,16,1、柔性体约束（柔索约束

5、）,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。,2020/10/7,17,2020/10/7,18,2020/10/7,19,2、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。,2020/10/7,20,2020/10/7,21,3、铰链约束,2020/10/7,22,（1）固定铰链支座约束,2020/10/7,23,2020/10/7,24,2020/10/7,25,2020/10/7,26,（2）活动铰链支座约束,2020/10

6、/7,27,2020/10/7,28,4、固定端约束,2020/10/7,29,2020/10/7,30,2020/10/7,31,二、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。,2020/10/7,32,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。,2020/10/7,33,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,2020/10/7,34,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。,2020/10/7,35,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。,2020/10/7,36,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。,2020/10/7,37,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。,2020/10/7,38,例1-6 刚架所受荷载、尺寸及支承情况见图，求支座A及