物体的受力分析及平衡条

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1、化工设备机械基础前言1课程介绍本课是化学专业及其相近的非机械类专业的一门专业方向必修课。讲授必要的机械设计方面的基础知识，并具备对一般化工设备进行分析和设计的能力。2.课程内容(1)力学基础理论力学(静力学)：求解作用于构件上的外力工程力学材料力学：杆件受力后的基本变形（拉、压、弯、扭）。(2)压力容器的设计a.化工设备常用材料——简介化工设备常用材料性能、分类、热处理方法；b.中、低压化工容器设计——薄膜理论；内、外压容器设计方法、容器零部件设计；（3）典型化工设备反应釜管壳式换热器塔设备这些设备要满足什么生产工艺要

2、求，结构如何才可以?用什么材料,如何制作出来的?抵抗压力,温度的能力如何?———安全性如何？经济性如何?课程类型：考试课考试形式：闭卷考试(70%)辅助形式：作业(15%)出勤(15%)计划学时：40学时3.教学要求与计划第一篇力学基础刚体的受力分析和平衡规律金属的力学性能三.受拉（压构件的强度计算与受剪切构件的使用计算四.直梁的弯曲五.圆轴的扭转第一章刚体的受力分析及平衡规律简化平衡力系的静力学------物体研究在力的作用下处于平衡的规律平衡:静止和保持匀速直线运动静力学任务研究对象：构件指宏观可见物体，如桥梁、

3、汽车、塔、化工设备等。构件——力学模型——外力——变形——强度、刚度、稳定性——设计校核本章任务：搞清处于平衡状态下的构件上的全部外力（个数、作用线位置、大小）一力的概念及其性质二刚体的受力分析三平面汇交力系的简化与平衡四力矩、力偶、力的平移定理五平面一般力系的简化与平衡六静力学问题求解方法小结第一节力的概念及其性质一、基本概念1、力:是物体间的相互作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化，或使物体发生变形。力的三要素：大小、方向、作用点力的单位：N(牛顿)，kN(千牛)2、刚体：在任何情况下都不发生变形的物体（理想

4、化的力学模型，忽略内效应）3、力的表示方法力的大小：F,G,Q矢量：F,G,QNG集中力、分布力二、力的基本性质1.力的可传性力的可传性原理:作用于刚体上的力，可以沿其作用线移到刚体上任一点而不改变对该刚体的外效应。AFF1F2BF1=F2=FBAF2、力的成对性作用反作用定律：作用力反作用力同时产生，同时消失，并且等值、反向、共线RF1F2平行四边形法则：作用于同一点的两个力可以合成为一个合力，合力的大小和方向是以这两个力为邻边的平行四边形的对角线矢量，其作用点不变。也即：合力等于两分力的矢量和。3、力的可合性：0一

5、个力可以分解成两个力平行四边形法则：无数解4、力的可分性：力的可消性：一个力对物体产生的外效应，可以被另一个或几个作用于该同一物体上的外力所产生的外效应抵消。平衡力系：使物体处于平衡的那几个外力。5、力的可消性（1）二力平衡定律：当物体受两个力作用处于平衡时，外力等值、反向、共线。二力杆:在两力作用下处于平衡的构件。（2）三力平衡定理：如果一物体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点。一、约束和约束反力基本概念：主动力：引起物体运动状态改变或运动状态改变趋势的力。约束反

6、力：阻碍物体改变运动状态的力。自由体：只受主动力作用，能够完全自由运动的物体。非自由体：受到限制不能完全自由运动的物体。约束：限制非自由体运动的物体。第二节刚体的受力分析（1）柔性体被拉直时才起约束作用。（2）约束反力作用线沿柔性体伸直的方位朝外运动，背离被约束物体。是离点而去的力。1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的柔性体约束PPTS1S'1S'2S2约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体，是向点而来的力。2.光滑接触面约束(光滑指摩擦不计)PNNPNANB3.铰链约束主要结构：销钉A二刚体分离要点（1）取

7、分离体：根据问题的要求确定研究对象，将它从周围物体的约束中分离出来，单独画出研究对象的轮廓图形；（2）受力分析是受力图，不是施力图。（3）除重力、电磁力外，只有直接与研究对象接触的物体才有力的作用。（4）画约束反力：利用二力杆定理和三力平衡汇交定理确定力线方向，力的指向在无法判定时可任意假定例：分别画出圆及杆AB的受力图。ACB600P解：PN1N2ABYAXASBCN2画约束反力时，一定要按照约束的固有性质画图，切不可主观臆断！例：图示为一个三角支架，由两根杆和三个销钉组成，A、C将杆与墙面连接，销钉B则将两杆连在一

8、起。当AB杆中央置一重物时，试确定AB杆两端的约束反力力线方位（杆自身质量不计）第三节平面汇交力系的简化与平衡平面力系：作用在刚体上的外力均处于同一平面。平面汇交力系：平面力系中的诸力汇交于一点。平面平行力系：平面力系中的诸力相互平行。平面一般体系：平面力系中的诸力既不汇交于一点又不相互平行。平衡条件：作用于刚体上的所有外力的