化工机械基础

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例1-5 直杆AB与弯杆BC铰接，已知AB杆 上有一力偶矩 为M的力偶作用，各杆重 力不计。求支座A、C处的约束反力。
∑m = 0
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M − RA ⋅ d = 0
M 2 3 RA = M = d 3a
3 d = a cos 30 = a 2
0
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例1-6 刚架所受荷载、尺寸及支承情 况见图，求支座A及B处的反力。
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二．力学公理
1、作用与反作用定律 2、二力平衡定律 二力构件和二力杆 3、加减平衡力系定律 4、力的平行四边形法则 5、刚化原理：平衡的变 形体刚化为刚体，则平衡 状态保持不变。
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第二节 力矩与力偶
一、力矩 r mO ( F ) = ± F ⋅ d
r r mO ( R) = ∑ mO (Fi )
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3、铰链约束
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（1）固定铰链支座约束
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（2）活动铰链支座约束
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4、固定端约束
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二、受力图
平面力系平衡的必要与充分条件：力系 的主矢和对任一点的主矩都等于零。
r ∑ X = 0 , r ∑ m A ( F ) = 0, ∑ mB ( F ) = 0, ∑ X = 0 r r r ∑ m A ( F ) = 0, ∑ m B ( F ) = 0, ∑ mC ( F ) = 0
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r R′ = 0 , M O = 0
例1-4 梁AB，长L=6m，A、B端各作 用一力偶，m1=15kN.m，m2=24kN.m， 转向如图所示，求支座A、B的反力。
∑m = 0
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R A ⋅ L + m1 − m2 = 0
m1 − m2 24 − 15 RA = = = 1.5(kN ) L 6
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二、主要内容及学时安排
• • • • 第一篇 第二篇 第三篇 第四篇 工程力学 材料与焊接 机械传动与减速器 容器设计 24 学时 8 学时 12 学时 20 学时
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参考书目
1、〈理论力学〉上册，哈尔滨工业大学理论 力学教研室，高等教育出版社 2、〈材料力学〉上册，刘鸿文主编，高等教 育出版社 3、〈工程力学〉，朱熙然主编，上海交通大 学出版社 4、〈金属材料及热处理〉，史美堂主编，上 海科学技术出版社 5、〈金属工业学〉上册，范全福主编，高等 教育出版社 6、〈化工机械制造〉，第八章、第九章，姚 慧珠、郑海泉编，化学工业出版社 2012-5-7 5
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四、平面一般力系向一点的简化
r r 主矢：R ′ = ∑ Fi 主矩：M O = ∑ mi
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第三节 物体的受力分析
一、约束和约束反力 自由体和非自由体 约束和约束反力：方向，作用点，大小 主动力（促使运动）和被动力
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1、柔性体约束（柔索约束）
绳索，传动带，链条等，忽略刚性， 不计重力，绝对柔软且不可伸长
化工机械基础
许 莉 朱宏吉
教材：
面向21世纪课程教材 “机械基础”，陈国桓主编，化 学工业出版社
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绪 言
一、目的和意义 • 合理设备可以简化流程，降低成本 • 设备的结构和材质 • 具备基本工程力学知识，了解化工 设备常用材料特性及焊接知识，掌 握化工设备的设计计算，及典型机 械传动。
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∑X =0 ∑ Y = 0r ∑ m (F ) = 0
A
XA +P =0 YA + RB − Q = 0 RB ⋅ 2b − Q ⋅ b − m − P ⋅ a = 0 36
例1-7 悬臂梁AB作用有均布荷载q，在自 由端还受一集中力和一力偶矩为m的力 偶作用，梁长度为L。求固定端A的约束 反力。
第一篇 工程力学
理论力学：研究物体机械运动一般规律 材料力学：研究构件承载能力 构件承受荷载能力衡量： 1．强度：构件抵抗破坏的能力 2．刚度：构件抵抗变形的能力 3．稳定性：构件保持原有平衡形态能力
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第一章 物体的受力分析 及其平衡条件
第一节 力的概念和基本性质 一．力的概念 1．刚体与变形体 2．力是物体间相互的机械作用 力的运动效应，由理论力学研究 力的变形效应，由材料力学研究 力的三要素：大小，方向，作用点。
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合力矩定理
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二、力偶 m = ±F ⋅ d
M = ∑m
∑m = 0
特征： 1、是一个基本的力学量，不能与一个力 平衡，力偶只能与力偶平衡。 2、力偶对作用面内任一点之矩与矩心的 位置无关，恒等于力偶矩。 3、同平面内两力偶等效是力偶矩相等。
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三、 力的平移
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Y A − qL − P = 0 L M A − qL ⋅ − P ⋅ L − m = 0 A 2 1 2 解得： X A = 0 , Y A = qL + P, M A = qL + PL + m 37 2012-5-7 2
∑X =0 ∑Y = 0 r ∑ m (F ) = 0
XA =0
作 业 P108 第5题，第6题
例1-3 刚架自身重力不计，AC上作用载 荷，画出AC、BC及刚架整体的受力图
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画受力图的步骤：
(1)简化结构，画结构简图； (2)选择研究对象，画出作用在其上的 全部主动力； (3)根据约束性质，画出作用于研究对 象上的约束反力。
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第四节 平面力系的平衡方程式
特点：只受拉，不受压，不能抗拒弯矩， 限制物体沿柔性体伸长的方向运动。
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2、光滑接触面（线）约束
忽略摩擦，理想光滑。 特点：只受压，不受拉，沿接触点处 的公法线而指向物体，一般用N表示。 又叫法向反力。
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例1-1．某化工厂的卧式容器，容器总重 ． 量(包括物料、保温层等)为Q，全长为L， 支座B采用固定式鞍座，支座C采用活 动式鞍座。试画出容器的受力图。
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例1-2．焊 ． 接在钢柱 上的三角 形钢结构 管道支架， 上面铺设 三根管道， 试画出结 构整体及 各构件的 受力图。
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