化工设备机械基础1(2学时)

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1、化工设备机械基础姚干兵gbyao@yzu.edu.cn化学化工学院化工教研室绪言1.掌握杆件、平板、回转体的基础力学理论；2.掌握金属材料的基础知识；3.了解化工设备的基础知识，具备设计、使用和管理化工设备的能力；4.掌握压力容器的一般设计方法，重点掌握设计的基本原理与思路；5.了解化工机械传动的基础知识。一、本课程的任务二、本课程的要求1.掌握化工设备构件的力学分析；2.掌握压力容器的类型与总体结构；3.掌握典型化工设备结构设计的具体设计方法；4.掌握化工设备常用材料的分类、性能和选用；5.熟悉涉及

2、压力容器、制造、检验、材料使用和监察管理的有关标准和法规6.了解化工机械传动的基本知识。三、本课程的主要内容1.力学基础；2.化工材料及材料的力学性能；3.化工压力容器及典型化工设备设计；4.化工机械传动基础。四、课程安排（32学时）1.力学基础；（14学时）2.化工材料及材料的力学性能；（4学时）3.化工压力容器及典型化工设备设计；（12学时）4.化工机械传动基础。（2学时）五、考核要求及形式平时占30分考试占70分六、主要参考资料汤善甫等，化工设备机械基础，华东理工大学出版社董大勤主编，化工设备机

3、械基础，化学工业出版社范钦珊主编，工程力学教程，高等教育出版社机械工程手册，传动设计卷，化学工业出版社HG20583-1998钢制化工容器结构设计规定第一部分力学基础第一章构件的受力分析一.力的概念力的单位，采用国际单位时为：或牛顿（N）以及千牛（KN）§1-1力的概念及其性质1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以使物体的运动状态发生变化。2.力的效应：①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)。3.力的三要素：大小，方向，作用点AF4.力的表示：A图形表示B符号表示AF5.相关的概念力系：是

4、指作用在物体上的一群力。平衡力系：物体在力系作用下处于平衡状态，我们称这个力系为平衡力系。矢量大小6.力的分类集中力、分布力、集中力偶力可以在刚体上沿其作用线移至任意一点而不改变它对刚体的作用效应1.力的可传性二.力的基本性质作用力与反作用力总是等值、反向、共线、作用在相互作用的两个物体上。[例]吊灯2.力的成对性力是两个物体间的相互机械作用，就两个物体而言，作用力与反作用力必然永远同时产生,同时消失。3.力的可合性力的可合性就是作用在物体上的两个力可合成为一个合力，即两个力对物体的作用可以用一个力来

5、等效代替，这就是力的合成。力的合成遵循的准则是平行四边形法则，即合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。4.力的可分性力的可分性就是作用在物体上的一个合力可分解为两个力，即一个力对物体的作用可以产生两个效果，这就是力的分解。力的分解遵循的准则是平行四边形法则，即分力的大小和方向由以原力矢为对角线所构成的平行四边形的邻边来表示。5.力的可消性一个力对物体所产生的外效应，可以被一个或几个作用于该同一物体上的外力所产生的外效应所抵消，这就是力的可消性。在作用于刚体的任意力系上，加

6、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。（1）二力平衡定理作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等

7、F1

8、=

9、F2

10、方向相反F1=–F2作用线共线，作用于同一个物体上。说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。②对变形体来说，上面的条件只是必要条件(或多体中)二力杆只有两个力作用下处于平衡的物体二力构件不是二力构件刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。（必

11、共面，在特殊情况下，力在无穷远处汇交——平行力系。）（2）三力平衡汇交定理[证]∵为平衡力系，∴也为平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共线，∴三力必汇交，且共面。约束反力：约束对被约束物体的作用力叫约束反力。一、约束与约束反力自由体：位移不受限制的物体叫自由体，如汽球。非自由体：位移受限制的物体叫非自由体，如在槽内绿球。约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）§1-2刚体的受力分析①大小常常是未知的；②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；③作

12、用点在物体与约束相接触的那一点。约束反力特点：GN1N2按照牛顿第三定律，约束力是一对作用力与反作用力，它们一定大小相等、方向相反、分别作用在构成运动副的两个刚体上。下面我们讨论几种常见的理想约束：绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离物体。1.柔软体约束PPT约束是的各种绳索、链条、皮带等柔软体。皮带约束力沿轮缘的切线方向背离皮带轮，即为拉力。分析皮带对皮带轮的作用力约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体2.光滑接