[理学]第1章 物体的受力分析及其平衡条件

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1、化工机械基础2021/9/92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2021/9/93绪言一、目的和意义合理的设备可降低加工制造成本、运营成本与维修成本设备的材质、壁厚和结构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。2021/9/94二、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2021/9/95参考书目1、〈理论力学〉上册，哈尔滨工业大学理论力学教研室，高等教育出版社2、〈材料力学〉上册，刘鸿文主编，高等教育出版社3、〈工

2、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2021/9/96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2021/9/97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

3、作用力的运动效应，由理论力学研究力的三要素：大小，方向，作用点，由材料力学研究力的变形效应。2021/9/98二．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、力的平行四边形法则AF1F2F3R1RaaPPyPx2021/9/99第二节力矩与力偶一、力矩合力矩定理FdO2021/9/910二、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是力偶矩相等。2021/9/911三力的平移Q”Q’mQ’2021/9/912四

4、、平面一般力系向一点简化OF1F2FnOF1F2FnF1’F1”m1F2’m2Fn’mnOF1’F2’m2Fn’mnm1R’MO2021/9/913四、平面一般力系向一点简化OR’MORR”d2021/9/914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–平衡方程2021/9/9151、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，不能抗弯矩，限制物体沿柔性体伸长的方向运动。2021/9/9162021/9/9172021/9/9182、光滑接触

5、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。2021/9/9192021/9/9203、铰链约束2021/9/921（1）固定铰链支座约束2021/9/9222021/9/9232021/9/9242021/9/925（2）活动铰链支座约束2021/9/9262021/9/9274、固定端约束2021/9/9282021/9/9292021/9/930二、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

6、座。试画出容器的受力图。2021/9/931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。2021/9/932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2021/9/933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。2021/9/934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。2021/9/935例1-4梁AB，长L

7、=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。2021/9/936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。2021/9/937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。2021/9/938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。2021/9/939作业P92第5题，第6题