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化工機(jī)械基礎(chǔ) 許莉第20教學(xué)樓00927409839 2020 1 27 2 教材 面向21世紀(jì)課程教材 化工機(jī)械基礎(chǔ) 第二版 陳國(guó)桓主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2020 1 27 3 緒言 一 目的和意義合理設(shè)備可簡(jiǎn)化流程 降低成本設(shè)備的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)具備基本工程力學(xué)知識(shí) 了解化工設(shè)備常用材料特性及焊接知識(shí) 掌握化工設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算 及典型機(jī)械傳動(dòng) 2020 1 27 4 P 32MPa T 450 550 2020 1 27 5 二 主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排 第一篇工程力學(xué)24學(xué)時(shí)第二篇材料與焊接6學(xué)時(shí)第三篇容器設(shè)計(jì)18學(xué)時(shí) 2020 1 27 6 參考書(shū)目 1 理論力學(xué) 上冊(cè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室 高等教育出版社2 材料力學(xué) 上冊(cè) 劉鴻文主編 高等教育出版社3 工程力學(xué) 朱熙然主編 上海交通大學(xué)出版社4 金屬材料及熱處理 史美堂主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社5 金屬工業(yè)學(xué) 上冊(cè) 范全福主編 高等教育出版社6 化工機(jī)械制造 第八章 第九章 姚慧珠 鄭海泉編 化學(xué)工業(yè)出版社 2020 1 27 7 第一篇工程力學(xué) 理論力學(xué) 研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律材料力學(xué) 研究構(gòu)件承載能力構(gòu)件承受荷載能力衡量 1 強(qiáng)度 構(gòu)件抵抗破壞的能力2 剛度 構(gòu)件抵抗變形的能力3 穩(wěn)定性 構(gòu)件保持原有平衡形態(tài)能力 2020 1 27 8 第一章物體的受力分析及其平衡條件 第一節(jié)力的概念和基本性質(zhì)一 力的概念1 剛體與變形體2 力是物體間相互的機(jī)械作用力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng) 由理論力學(xué)研究力的變形效應(yīng) 由材料力學(xué)研究力的三要素 大小 方向 作用點(diǎn) 2020 1 27 9 二 力學(xué)公理 1 作用與反作用定律2 二力平衡定律二力構(gòu)件和二力桿3 加減平衡力系定律 4 力的平行四邊形法則 A F1 F2 F3 R1 R a a P Py Px 2020 1 27 10 第二節(jié)力矩與力偶 一 力矩 合力矩定理 F d O 2020 1 27 11 二 力偶 特征 1 是一個(gè)基本的力學(xué)量 不能與一個(gè)力平衡 力偶只能與力偶平衡 2 力偶對(duì)作用面內(nèi)任一點(diǎn)之矩與矩心的位置無(wú)關(guān) 恒等于力偶矩 3 同平面內(nèi)兩力偶等效是力偶矩相等 2020 1 27 12 三 力的平移 Q Q m Q 2020 1 27 13 四 平面一般力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)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 1 27 14 四 平面一般力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化 O R MO R R d 2020 1 27 15 第三節(jié)物體的受力分析 一 約束和約束反力自由體和非自由體約束和約束反力 方向 作用點(diǎn) 大小主動(dòng)力 促使運(yùn)動(dòng) 和被動(dòng)力 2020 1 27 16 1 柔性體約束 柔索約束 繩索 傳動(dòng)帶 鏈條等 忽略剛性 不計(jì)重力 絕對(duì)柔軟且不可伸長(zhǎng) 特點(diǎn) 只受拉 不受壓 不能抗彎矩 限制物體沿柔性體伸長(zhǎng)的方向運(yùn)動(dòng) 2020 1 27 17 2020 1 27 18 2020 1 27 19 2 光滑接觸面 線(xiàn) 約束 特點(diǎn) 只受壓 不受拉 沿接觸點(diǎn)處的公法線(xiàn)而指向物體 一般用N表示 又叫法向反力 忽略摩擦 理想光滑 2020 1 27 20 2020 1 27 21 3 鉸鏈約束 2020 1 27 22 1 固定鉸鏈支座約束 2020 1 27 23 2020 1 27 24 2020 1 27 25 2020 1 27 26 2 活動(dòng)鉸鏈支座約束 2020 1 27 27 2020 1 27 28 4 固定端約束 2020 1 27 29 2020 1 27 30 2020 1 27 31 二 受力圖 例1 1 某化工廠(chǎng)的臥式容器 容器總重量 包括物料 保溫層等 為Q 全長(zhǎng)為L(zhǎng) 支座B采用固定式鞍座 支座C采用活動(dòng)式鞍座 試畫(huà)出容器的受力圖 2020 1 27 32 例1 2 焊接在鋼柱上的三角形鋼結(jié)構(gòu)管道支架 上面鋪設(shè)三根管道 試畫(huà)出結(jié)構(gòu)整體及各構(gòu)件的受力圖 2020 1 27 33 例1 3剛架自身重力不計(jì) AC上作用載荷 畫(huà)出AC BC及剛架整體的受力圖 2020 1 27 34 畫(huà)受力圖的步驟 1 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 畫(huà)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 2 選擇研究對(duì)象 畫(huà)出作用在其上的全部主動(dòng)力 3 根據(jù)約束性質(zhì) 畫(huà)出作用于研究對(duì)象上的約束反力 2020 1 27 35 第四節(jié)平面力系的平衡方程式 平面力系平衡的必要與充分條件 力系的主矢和對(duì)任一點(diǎn)的主矩都等于零 2020 1 27 36 例1 4梁AB 長(zhǎng)L 6m A B端各作用一力偶 m1 15kN m m2 24kN m 轉(zhuǎn)向如圖所示 求支座A B的反力 2020 1 27 37 例1 5直桿AB與彎桿BC鉸接 已知AB桿上有一力偶矩M作用 各桿重力不計(jì) 求支座A C處的約束反力 2020 1 27 38 例1 6剛架所受荷載 尺寸及支承情況見(jiàn)圖 求支座A及B處的反力 2020 1 27 39 例1 7懸臂梁AB作用有均布荷載q 在自由端還受一集中力和一力偶矩為m的力偶作用 梁長(zhǎng)度為L(zhǎng) 求固定端A的約束反力 2020 1 27 40 作業(yè) P92第5題 第6題