过程设备机械设计基础1

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1、过程设备机械设计基础---------学习辅导（1）华东理工大学郝俊文前言学习要求能写：填空题能判：选择题能想：简答题能算：计算题课件结构教学目的与要求学习重点提示例题/习题解答二静力学——构件的受力分析教学目的与要求了解有关力和力平衡的基本概念；了解静力学的研究对象，掌握静力学的基本公理、定理和推论等；了解约束的基本类型，并能够应用汇交力系平衡条件、二力平衡公理和平行四边形法则等进行受力分析，确定未知力的大小和方向；了解力矩、力偶（矩）的基本概念；掌握力线平移定理及其证明；掌握求解平面任意力系问题的基本步骤并完成一定数

2、量的习题。重点内容2.1静力学的基本概念1力和力系的概念力是物体之间的相互作用；力系是作用在同一物体上的力的总和。如果力的作用线位于同一平面内，则称为平面力系，反之，称为空间力系。力的三要素大小、方向、作用点提示1：这里所说的力均指外力，不考虑物体内部的相互作用；提示2：同一物体的概念是相对的，可以把一个复杂的系统看作一个物体，也可以把系统中的单个元部件看作一个整体，区别在于：对于前者，内部单个元部件之间的作用为内力，而对于后者，内部单个元部件之间的作用成为外力，也就是静力学所研究的力。2.1静力学的基本概念2二力平衡公

3、理作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要与充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反、且作用在同一直线上。提示：该公理对刚体的形状和尺寸没有限制，不能简单理解为二力杆件。3三力平衡汇交定律当刚体在三力作用下处于平衡时，若其中两力的作用线相交于一点，则第三力的作用线必通过该点，且三力共面。举例1举例22.2约束、约束反力和受力图1约束与约束反力的概念所谓约束，是指工程中对某一物体的活动起着限制作用的物体。当物体受到外力的作用时就会有运动趋势，约束对物体就会产生限制力，这一限制物体运动的力称为约束反力，简称约束力。2主动力

4、与被动力能够使物体发生运动或运动趋势的力称为主动力，由主动力引起的限制物体运动的力称为被动力。约束反力是被动力。3约束的基本类型约束的基本类型有柔性约束，光滑面约束，固定铰链约束，辊轴支座约束和固定端约束等5种基本类型。各种约束产生的约束力参看教科书。提示1：约束的本质是构件之间的相互作用。提示2：除了这些约束外，构件之间的相互作用也可以看作约束。4画受力图的基本步骤：根据题意选取研究对象，单独画出其简图；画出作用在分离体上的主动力；画出约束反力。凡解除约束处，根据约束性质逐一画上约束反力。在同一物系中，画相关构件的受

5、力图时，要利用相关物体间作用力和反作用力的特点，由已知方向确定未知的方向。提示：结构特别简单时，可画在题图上2.3平面汇交力系的合成与平衡条件1平面汇交力系的合成方法平面汇交力系的合成方法有几何法即平行四边形法则和解析法即投影法。2合力投影定理3平面力系平衡条件2.4平面力偶系的合成与平衡条件1力矩与合力矩力矩是用来描述力使物体转动效果的物理量。简称矩。提示1：描述构件转动效果的物理量提示2：力矩与矩心位置有关提示3：计算力矩时需要用到力臂，力臂的大小为矩心到作用线的距离，所以合力矩的大小与矩心的选取有关；但是合力的矩与

6、各分力矩的和总是相等的，这一等量关系与所取矩心的位置是无关的。提示4：我们研究的对象是处于平衡状态的构件，所以力系的合力和合力矩总是等于零，在这种条件下，我们可以说，处于平衡状态的构件的合力矩与各分力的矩的和相等，且等于0，与矩心的位置无关。2力偶与力偶矩力偶是指大小相等，方向相反，不共作用线的一对平行力。力偶矩是描述力偶使物体转动效果的物理量。提示1：力偶的本质是一对力，这对力具有大小相等，方向相反不共作用线的特点。提示2：力偶矩的本质是一力矩，是力偶对空间任意一点的力矩的代数和。提示3：力偶矩没有矩心的概念。力偶矩可

7、以用下式表达：3力偶矩的三要素和等效力偶和力相似，力偶矩也有三要素，分别是大小，方向和作用平面；凡是这三个要素相同的力偶矩互为等效力偶。5平面力偶系的合成同一平面内的若干力偶可以合成为一个力偶。称为合力偶。合力偶矩的大小等于各力偶矩之代数和。6平面力偶系的平衡条件各力偶矩的代数和，即合力偶矩等于零，表示为：2.5平面任意力系的合成与平衡条件1平面一般力系的平衡条件4解题步骤确定研究对象，取分离体，做受力图；建立坐标系，列平衡方程；解平衡方程，求出未知数，给出文字结论。第三章拉伸与压缩教学目的和要求了解拉/压杆件的受力变

8、形特点，能够根据实际结构抽象出相应的力学模型。掌握内力和截面法的涵义，能够采用截面法求解内力并绘制轴力图。应力、应变和胡克定律等是本章乃至本书的重要内容，要求正确理解，熟练掌握和运用。了解材料的主要力学性能及其相应的力学指标，能够借助教材和工具书获得相关数据。了解典型材料的拉伸/压缩曲线特征，明确脆性材料和塑性材料的