化工机械基础要点总结.ppt

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1、化工机械基础课程复习概要2013年12月说明：以下只是学完该课程后需要同学们应该掌握的重点部分，如果有精力，尽量系统复习。2第一篇工程力学部分一、基本概念1、工程力学是一门研究物体机械运动以及构件强度、刚度和稳定性的科学。即研究构件在外力作用下变形和破坏的规律，为设计构件选择合适的材料和尺寸，以保证能够达到强度、刚度和稳定性的要求。2、要想物体在外力的作用下能够安全可靠的工作，则需要满足以下三个力学条件：强度条件：强度是指构件抵抗破坏的能力；刚度条件：刚度是指构件抵抗变形的能力；稳定性条件：稳定性是指构件保持原有平衡形态能力。33.在化工、制药行业，产品生产中所使用的

2、任何机器或设备的零部件，为了保证设备、机械的正常运行，在设计时各零部件应该满足：适用、安全和经济三个条件。4.当载荷以不同方式作用在杆件上时，杆件将产生不同的变形。杆件的变形形式有以下五种形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转。第一篇工程力学部分43、掌握平面力系的平衡条件：4、掌握直杆拉伸与压缩的受力特点5、掌握直梁弯曲的受力特点和变形特点二、计算部分:1、掌握给定压力、材料许用应力，会计算不同形状材料的尺寸。2、对于受集中载荷或均布载荷的简支梁，会计算支座反力、任何截面的剪力和弯矩，并会绘制、剪力图、弯矩图。熟记实心圆柱、空心圆柱梁梁抗弯截面模量的计算公式。5例题1：

3、简支梁在C点处受集中载荷P作用，画出此梁的剪力图和弯矩图（例题比较简单）。6工程力学计算题例题2：一圆形截面梁受力如图所示，已知a=2m,集中力P等于4KN,材料的许用应力[σ]=120MPa。（1）求支座反力；（2）绘制梁的弯矩图；（3）设计截面直径d。7解：（1）求支座反力。首先该梁A端为固定铰链支座，B端为滑动铰支座，梁上承受两个集中力。根据平衡条件：∑Fy=0；∑mA(F)=0RA+RB=3P；P*a+2P.3a=RB.4a求方程组得：RA=5KN;RB=7KNABCDP2Pa2aa8(2)绘制梁的弯矩图。首先将该梁分为AC、CD、DB三段，分别在此三段梁上用

4、假想平面截开，以A点为坐标原点，分别计算各段截面上的弯矩方程：AC段：M1=RA.x=5x为一条直线方程（0≤x≤a）CD段：M2=RA.x-P（x-a）=5x–1（a≤x≤3a）M2=RA.x-P（x-a）=x+4DB段：M3=RA.x–P（x–a）–2P（x-3a）（3a≤x≤4a）M3=-7x+28根据弯矩方程绘制弯矩图，如右图所示。910（3）设计截面直径d。从该梁弯矩图上可以看出，该梁上最大弯矩值为7KNm。根据弯曲强度条件，该梁截面上最大弯曲应力σmax=7×106/wz,对于圆形梁来说，wz=∏D3/32，带入上述公式可得出：D=84.06mm取杆件直径

5、为84mm,【或圆整D=85mm】。11例3简支梁受集度为q的均布载荷作用，画出此梁的剪力图和弯矩图工程力学计算题12例4：一卧式贮耀，内径为Di1500mm，壁厚10mm，封头高H=450mm；支座位置如图，筒体长L=6000mm，鞍座中心与封头环焊缝距离a=1000mm。内贮乙醇液体，包括贮罐自重在内，可简化为单位长度上的均布载荷q=20N／mm简化图如(b)，求罐体上的最大弯矩。工程力学计算题13工程力学计算题解：根据梁的平衡条件：首先根据力的平衡条件求得支座反力FA、FB：q×(L+2a+H4/3)=FA/2+FB/2,=280(KN)由此可以推出：FA=FB

6、=140kN14工程力学计算题用截面法列弯矩方程：根据力的平衡条件：q.x=Q1，推出：Q1=20x根据弯矩平衡条件：-M1+q.x.x/2=0，M1=q.x2/2由此可以绘制该梁接近端部的弯矩图：最大弯矩为A点处：-16.9kN.mmmQqxM1CCA15用截面法列弯矩方程：根据力的平衡条件：FA-q.x=Q2，推出：Q2=140-20x根据弯矩平衡条件：-M2+Q2(x-1.3)-q（x-1.3).(x-1.3)/2+q×1.3×0.65=0，M2=-30x2+192x-182,当X=4.3米时弯矩最大，代入求得：两支点区域最大弯矩为：88.9kN.m由此可以绘制

7、该梁接近端部的弯矩图：Q2x1300M2FAAC工程力学计算题16例5：一石油分馏塔总高位20米，作用在塔上的风载荷分两段计算，q1=420N/m,q2=600N/m,塔的内径为1m,壁厚6mm,塔与基础的连接方式可以看成固定端。塔体的[σ]=100MP.校核风载荷引起的塔体内的最大弯曲应力。工程力学计算题17解：将塔看成是一段悬臂梁，受均布载荷q1=420N/m,q2=600N/m,那么其弯矩图为右图所示：其最大弯矩为Mmax为：Mmax=q1H1H1/2+q2H2(H1+H2/2)带入数据可得:18Mmax=q1H1H1/2+q2H2(H1+H2