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1、7/23/20241北方民族大学化工学院教材:面向21世纪课程教材“机械基础”,陈国桓主编,化学工业出版社7/23/20242北方民族大学化工学院绪绪 言言一、目的和意义合理设备可以简化流程,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。7/23/20243北方民族大学化工学院二、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 8 学时第三篇 机械传动与减速器 12 学时第四篇 容器设计 20 学时7/23/20244北方民族大学化工学院参考书目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
2、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7/23/20245北方民族大学化工学院第一篇 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7/23/20246北方民族大学化工学院第一章 物体的受力分析及其平衡条件第一节第一节 力的概念和基本性质力的概
3、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。7/23/20247北方民族大学化工学院二力学公理 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5、刚化原理:平衡的变形体刚化为刚体,则平衡状态保持不变。7/23/20248北方民族大学化工学院第二节 力矩与力偶一、力矩合力矩定理7/23/20249北方民族大学化工学院二、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
4、等于力偶矩。3、同平面内两力偶等效是力偶矩相等。7/23/202410北方民族大学化工学院 三、 力的平移7/23/202411北方民族大学化工学院四、平面一般力系向一点的简化7/23/202412北方民族大学化工学院第三节 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7/23/202413北方民族大学化工学院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,不能抗拒弯矩,限制物体沿柔性体伸长的方向运动。7/23/202414北方民族大学化工学院7/23/202415北
5、方民族大学化工学院7/23/202416北方民族大学化工学院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。7/23/202417北方民族大学化工学院7/23/202418北方民族大学化工学院3、铰链约束 7/23/202419北方民族大学化工学院(1)固定铰链支座约束 7/23/202420北方民族大学化工学院7/23/202421北方民族大学化工学院7/23/202422北方民族大学化工学院7/23/202423北方民族大学化工学院(2)活动铰链支座约束7/23/202424北方民族大学化工学院7/23/202
6、425北方民族大学化工学院4、固定端约束7/23/202426北方民族大学化工学院7/23/202427北方民族大学化工学院7/23/202428北方民族大学化工学院二、受力图例例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。7/23/202429北方民族大学化工学院例例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。7/23/202430北方民族大学化工学院例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 7/23/202431北
7、方民族大学化工学院画受力图的步骤:(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。7/23/202432北方民族大学化工学院第四节 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。 7/23/202433北方民族大学化工学院例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。 7/23/202434北方民族大学化工学院例1-5 直杆AB与弯杆BC铰接,已知AB杆上有一力偶矩 为M的力偶作用,各杆重力不计。求支座A、C处的约束反力。 7/23/202435北方民族大学化工学院例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。 7/23/202436北方民族大学化工学院例1-7 悬臂梁AB作用有均布荷载q,在自由端还受一集中力和一力偶矩为m的力偶作用,梁长度为L。求固定端A的约束反力。 7/23/202437北方民族大学化工学院作 业P108 第5题,第6题7/23/202438北方民族大学化工学院