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1、2023/9/6,1,化工机械基础,许 莉 第20教学楼00927409839,2023/9/6,2,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,2023/9/6,3,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。,2023/9/6,4,P=32MPa,T=450550,2023/9/6,5,二、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,2023/9/6,6,参考书目,1、理论力
2、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,2023/9/6,7,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,2023/9/6,8,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
3、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。,2023/9/6,9,二力学公理,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,2023/9/6,10,第二节 力矩与力偶,一、力矩,合力矩定理,F,d,O,2023/9/6,11,二、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的位置无关,恒等于力偶矩。3、同平面内两力偶等效
4、是力偶矩相等。,2023/9/6,12,三、力的平移,Q”,Q,m,Q,2023/9/6,13,四、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,2023/9/6,14,四、平面一般力系向一点简化,O,R,MO,R,R”,d,2023/9/6,15,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,2023/9/6,16,1、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
5、,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。,2023/9/6,17,2023/9/6,18,2023/9/6,19,2、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。,2023/9/6,20,2023/9/6,21,3、铰链约束,2023/9/6,22,(1)固定铰链支座约束,2023/9/6,23,2023/9/6,24,2023/9/6,25,2023/9/6,26,(2)活动铰链支座约束,2023/9/6,27,2023/9/6,28,4、固定端约束,2023/9/6,29,2023/
6、9/6,30,2023/9/6,31,二、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。,2023/9/6,32,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。,2023/9/6,33,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,2023/9/6,34,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。,2023/9/
7、6,35,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。,2023/9/6,36,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。,2023/9/6,37,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。,2023/9/6,38,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。,2023/9/6,39,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。,2023/9/6,40,作 业,P92 第5题,第6题,