[理学]化工设备机械基础习题解答

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1、目录化工设备机械基础课后习题解答错误！未定义书签。EXERCISEEXPLANATIONANDDESIGNINGOFTHEBASICOFCHEMICALEQUIPMENTANDMECHANISM错误！未定义书签。第一章刚体的受力分析及其平衡规律2第一部分例题及其解析2第二部分习题及其解答11第二章金属的力学性能18第一部分例题及其解析18第二部分习题及其解答19第三章受拉（压）构件的强度计算与受剪切构件的实用计算22第一部分例题及其解析22第二部分习题及其解答24第四章直梁的弯曲27第一部分例题及其解析27第二部分习题及其解答35第五章圆

2、轴的扭转39第一部分例题及其解析39第二部分习题及其解答43第六章压力容器与化工设备常用材料46第一部分习题及其解析46第七章压力容器中的薄膜应力、弯曲应力、与二次应力48第一部分习题及其解析48第八章内压容器52第一部分例题及其解析52第71页第二部分习题及其解答55第九章外压容器与压杆的稳定计算60第一部分例题及其解析60第二部分习题及其解答67第一章刚体的受力分析及其平衡规律第一部分例题及其解析1.下图(a)是一个三角支架，它由两根杆和三个销钉组成，销钉A、C将杆与墙连接，销钉B则将两杆连接在一起。当AB杆中央置一重物时，试确定AB

3、杆两端的约束反力力线方位（杆的自身质量不计）。解：AB杆在主动力G作用下之所以处于平衡，是由于受到销钉A和销钉B的约束。而两个销钉又分别受到墙与BC杆的约束。由于杆BC是二力杆，销钉B作用给BC杆的力RB力，其力线必与BC杆的中心线重合。根据作用反作用定律、BC杆作用给销钉B的支撑力，以及销钉B作用给AB杆的支撑力，它们的力线方位也应与BC杆中心线一致，这样就利用BC杆是二力杆这个条件确定了B端铰链约束的约束反力力线方位.如图(b)所示确定了的力线方位后，的力线方位就可根据三力平衡必汇交一点的定理来解决了。因为AB杆自身的质量忽略不计AB

4、杆是在外载G与约束反力、三力第71页作用下处于平衡，所以力线必过G与二力线的交点，这样就确定了的力线方位。显然，如果外载G正好加在AB杆的中央，那么和两个力线与AB杆交角将相同，即都等于AB杆与BC两杆的夹角2.下图(a)是一个放在光滑地面上的梯子，梯子由AC和BC两部分组成，每部分重W，彼此用销钉C和绳子EF连接起来，今有一人重G站立在左侧梯子上的D处，试分析梯子的受力。解：当把整个梯子作为研究对象时，它受到的外力有：主动力G和两个W力；约束反力和，这五个力构成一个平行的平衡力系,如图(b)所示。其中三个是已知力，两个是未知（大小的）力

5、当把梯子的左、右两部分单独取出来研究时，绳子的拉力和铰链C处的相互作用力就变成了外力,必须在半个梯子的分离体上表示出来。根据柔软体约束反力的特点，代替绳子的约束反力T是水平的。在铰链C处（把销钉看成与右半个梯子为一整体）左右两部分相互作用的力，其力线方位无法利用已知定理确定，只能用两个方位已知、大小待定的未知力和（及）来代替如图(c)(d)所示。从所画得的半个梯子的受力图可见，左半个共受六个外力，其中三个是未知的，右半个所受五个外力，也是三个未知。这些外力既不彼此平行，也不汇交一点，故称为平面一般力系3.圆筒形容器重量（力）为G，置于拖轮

6、A、B上，如图(a)所示，试求拖轮对容器的约束反力。第71页解：因要求的是拖轮对容器的约束反力，所以取容器为研究对象，画出受力图(b)，拖轮对容器是光滑面约束，故约束反力应沿接触点公法线指向容器，即图中的和，它们与y轴夹角为。由于容器重力也过中心O点，故容器是在三力组成的汇交力系作用下处于平衡，于是有4.重为G的均质圆球放在板AB与墙壁AC之间，D、E两处均为光滑接触尺寸如图所示，设板AB的质量不计，求A处的约束反力及绳BC的拉力解：既然是求作用在板上的绳子拉力及铰链A处约束反力，所以先考虑取AB板为分离体，画它的受力图。首先圆球作用给板

7、一个垂直板的压力，绳子在B处作用给板水平拉力T，根据题意板自重不计，所以板受到的其他力只还有一个铰链A处的约束反力，整个板是在三个力作用下处于平衡，已知T与不平行，因此可以断定A第71页处的约束反力必过T与二力线的交点O。从几何关系中不难看出，过O点的力线与水平轴夹角为,如图(b)所示,这样就得到了板AB的受力图。但是会立刻发现，在板AB所受到的三个力中，没有一个是已知力，即使根据汇交力系平衡条件式，列出两个平衡方程式，仍然解不出这三个未知力，于是问题转到了先要设法在三个未知力中解决一个，注意到圆球的重力G是个已知力，圆球是在两个光滑面约

8、束反力和以及重力G三力作用下处于平衡，利用该圆球的平衡条件就可算得AB对圆球的约束反力,即是一对作用与反作用力，所以变为已知。于是再利用板AB的平衡条件5.试对以下四种现象予以解释：1.在桌面