化工设备认知与制图(栾学钢)ppt1.4物体的受力分析-7.ppt

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1、【回顾】任务1.3常用材料及选择一、材料的性能二、钢的热处理三、金属材料第7次课1化工设备认知与制图碳钢的退火、正火工艺曲线第7次课2化工设备认知与制图选材的基本原则①固定式压力容器应优先选用低合金钢。低合金钢的价格比碳钢提高不多，其强度却比碳钢提高30％～60％。按强度设计时，若使用低合金钢的壁厚可比使用碳钢减薄15％以上，则可采用低合金钢；否则采用非合金钢。②不同钢材其弹性模量E的大小相差不多，，按刚度设计的容器不宜采用强度过高的材料，选Q235为宜。③对于使用场合为强腐蚀性介质的，应选用耐介质腐蚀的不锈钢，且尽量使用铬镍不锈钢种。第7次课3化工设备认知与制图选材的基本原则④高温容

2、器用钢应选用耐热钢，以保证高温氧化和高温蠕变。⑤低温容器用钢应考虑钢材的低温脆性问题，选用钢材时应首先考虑钢种在低温时的冲击韧性。⑥压力容器用钢一般使用由平炉、电炉或氧气顶吹转炉冶炼的镇静钢。第7次课4化工设备认知与制图【知识导入】任何机器或设备在工作时都要受到各种外力的作用，化工设备力学基础部分的学习任务可以归纳为以下两个方面：（1）受力分析研究构件受力情况及受力大小的计算。研究对象为在力作用下不变形的物体，称为刚体。（2）变形分析研究构件受力变形破坏的规律，进行构件强度、刚度和稳定性的计算。研究对象为在力作用下变形的物体。第7次课5化工设备认知与制图一、力的概念与基本性质1．力的概

3、念力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的运动状态发生改变或使物体产生变形。力是一个具有大小和方向的矢量，常用一个带箭头的线段表示，线段长度按一定比例代表力的大小，线段的方位和箭头表示力的方向，其起点或终点表示力的作用点。力对物体的作用效应，取决于力的大小、方向和作用点，这三个因素称为力的三要素。第7次课6化工设备认知与制图作用在构件上的力以两种形式出现（1）集中力集中作用在很小面积上的力，一般可以把它近似地看成作用在某一点上，称其为集中力。单位：“牛顿”（N）或“千牛顿”（kN）。（2）分布载荷连续分布在一定面积或体积上的力称为分布载荷。如果分布载荷的大小是均匀的就称为均布载荷。如

4、卧式容器的自重、桥式吊车横梁、塔设备所受的风载荷都可简化为均布载荷。均布载荷中，单位长度上所受的力称为载荷集度，用q表示，单位：“牛顿／米”（N／m）或“千牛顿/米”（kN／m）。可以证明，均布载荷合力的大小等于载荷集度与分布长度的乘积：F=ql。第7次课7化工设备认知与制图【工程实例】1.集中力（起吊重物）2.均布载荷（卧式容器）第7次课8化工设备认知与制图一、力的概念与基本性质2．力的基本性质力的性质反映了力所遵循的客观规律，它们是进行构件受力分析、研究力系简化和力系平衡的理论依据。[公理一]二力平衡公理作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡状态的必要和充分条件是：这两个力大小相等、

5、方向相反，且作用在同一直线上。凡是可以不计自重且只在两点受力而处于平衡的构件，称为二力构件，若是杆件称为二力杆，因只有两个受力点，根据平衡公理，力的方向必在两受力点连线上。如图所示BC为二力构件。第7次课9化工设备认知与制图一、力的概念与基本性质[公理二]作用力与反作用力公理作用力与反作用力总是同时存在，两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且分别作用在两个不同的物体上。[公理三]加减平衡力系公理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。推论：力可沿其作用线移到刚体内任一点，而不改变它对刚体的作用。这就是力的可传性原理。第7次课10化工设备认知与制图一

6、、力的概念与基本性质[公理四]力的平行四边形公理力的平行四边形公理反映同一物体上力的合成与分解，作用在物体上某点的两个力，可合成为一个力，合力的大小、方向和作用线可由这两个力为邻边所作的平行四边形的对角线来表示。第7次课11化工设备认知与制图一、力的概念与基本性质常将合力沿两个互相正交的方向分解为两个分力，称为合力的正交分解。若将合力F沿x、y轴方向分解，则得两分力、。是力F与轴正向间的夹角。力的分力是矢量，它的正负规定如下：若此力沿坐标轴的分力的指向与坐标轴一致，则力在该坐标轴上的投影为正值；反之，则投影为负值。第7次课12化工设备认知与制图一、力的概念与基本性质若已知力在坐标轴上的

7、投影、，则合力F的大小和方向可按右式求出。力F的指向由分力、的正负号判定，此为力的合成。第7次课13化工设备认知与制图二、约束和约束反力工程中，各种构件的运动都受到与它相联系的其它构件的限制。如机车车轮受钢轨的限制、轴受到轴承的限制等。对一个物体的运动（或运动趋势）起限制作用的其它物体，称为这个物体的约束。约束作用于该物体上限制其运动的力称为约束反力（反力）。能使物体运动或有运动趋势的力称为主动力。第7次课14化工设备认知与制图二、约束和约束反