化工机械基础教案

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1、上海应用技术学院教案（首页）2009－2010学年第1学期主讲教师朱柳娟院(系)部机电学院教研室过程装备与控制职称讲师学历研究生课程名称化工机械基础课程性质学科专业基础课课程序号6490课程代码B2020153授课专业应用化学总学时48讲授44实验2上机其它2学分3教学目的与要求本课程是一门综合性的机械类课程，通过学习使学生掌握基本力学和金属材料知识，具备设计带压化工设备和对在用压力容器进行强度、稳定校核的能力，并了解压力容器监察管理法规，在今后工作中遵守实施。教学重点与难点本课程教学重点在基本力学和金属材料知识，带压化工设备的设计和

2、校核。难点在于带压化工设备的设计和校核。教材与参考书《化工设备机械基础》，赵军等，化学工业出版社，2008年；《过程设备设计》，郑津洋，化学工业出版社，2005；《化工容器设计》，王志文，化学工业出版社，1998；《化工设备设计基础》，周志安，化学工业出版社，2001；《GB150-1998钢制压力容器》，国家技术监督局，1998。《材料力学Ⅰ》，刘鸿文，高等教育出版社，2004年；上海应用技术学院教案周次1第1次课学时2授课时间2009年9月15日章节名称1.物体的受力分析和静力平衡方程1.1静力学基本概念（掌握）1.2约束和约束反

3、力（掌握）1.3分离体和受力图（掌握）本次授课目的与要求目的：1使学生掌握力、刚体、平衡等静力学基本概念。2使学生掌握约束和约束反力概念。3使学生学会画受力图。要求：1掌握力、刚体、平衡等静力学基本概念。2掌握约束和约束反力概念。3学会画受力图。本次教学重点与难点重点：1力、刚体、平衡等静力学基本概念。2约束和约束反力概念。3学会画受力图。难点：学会画受力图。授课方法与手段结合实物，课堂讲授。基本教学内容提要及时间分配1.1静力学基本概念（掌握）（30分钟）力的概念及作用形式力：物体间相互的机械作用，单位：N，KN，力是矢量，F或F表

4、示，既有大小又有方向力的三要素：大小，方向，作用点按力的作用方式分类可分为：表面力和体积力（eg.重力，磁力）按作用面积大小可分为：集中力和分布力（KN/m）刚体的概念刚体：在任何情况下都不发生变形的物体。它是抽象化概念，是一种变形很小情况下的理想模型。静力学中主要研究物体所受力系的简化及平衡条件，不研究变形，故可视为刚体。平衡的概念平衡状态：物体相对于地球静止或作匀速直线运动时的状态。是物体机械运动的特殊情形。并将作用于该物体上的力系称为平衡力系。平衡力系：物体处于平衡状态时的力系。二力平衡原理（公理）：作用于刚体上的两个力平衡的必

5、要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，并作用在同一直线上（等值、反向、共线）二力构件：只受两力作用且处于平衡的构件，特点是：两力必沿作用点的连线。加减平衡力系原理（公理）：在作用于刚体上的任何一个力系上，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。力的可传性原理：作用于刚体上的力，可沿其作用线移至刚体内任意一点，而不改变它对刚体的作用效应。故作用于刚体上力的三要素是大小、方向、作用线。作用和反作用定律作用和反作用定律：两物体间相互作用的力总是大小相等，作用线相同而指向相反，分别作用在这两个物体上。（重力与支持力）作用

6、于与反作用力不能与两力平衡中的一对平衡力混淆。1.2约束和约束反力（掌握）（30分钟）自由体：能在空间作任意位移的物体，eg.飞机、火箭、卫星等。非自由体：位移受到某些限制的物体，eg.悬挂着的灯。主动力：能使物体运动或有运动趋势的力，eg.重力、电磁力、风力等，工程上也称为载荷。约束：阻碍非自由体运动的限制条件，eg.绳索就是灯的约束，铁轨是火车的约束。约束反力：约束对物体的作用力，eg.T就是绳索对灯的约束反力。典型（平面）约束类型：柔性体约束：绳子、链条、皮带、钢丝等柔性物体。绳索对物体的约束反力，作用点在接触点，方向沿绳索的中

7、心线，而背离物体，eg.光滑面约束：物体接触面上的摩擦力相比其他力很小，可忽略不计，这样的接触面为光滑面，不能限制切向方向运动，只能限制法向，其约束反力：沿接触面在接触点处的公法线且指向物体。圆柱铰链约束：如图,只限制两构件的相对移动，不限制相对转动，其约束反力为X、Y即通过销钉中心，沿接触点法线方向的约束反力。用圆柱铰将构件与底座连接起来，构成铰支座。可分为：固定铰支座，如图1-8a，可动铰支座，如图1-9a。固定端约束：物体的一部分固嵌与另一物体所构成的约束，eg.电线杆等，图1-20(a)。固定约束反力有三个，X、Y、m。1.3

8、分离体和受力图（掌握）（30分钟）分离体：把研究对象从周围物体的约束中分离出来，成为自由体，此对象即为分离体。受力图：单独画出物体轮廓，将作用在它上面的主动力与约束反力画在上面得到的图。画受力图的步骤：确定研究对象，并将