化工机械基础绪论

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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
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第一节 力的概念和基本性质 一．力的概念
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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二、主要内容及学时安排
• 第一篇 工程力学 • 第二篇 材料与焊接 • 第三篇 机械传动与减速器 • 第四篇 容器设计
10 学时 6 学时 12 学时 4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
mA (F ) 0, mB (F ) 0, X 0
mA (F ) 0, mB (F ) 0, mC (F ) 0
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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。
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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四、平面一般力系向一点的简化
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
(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
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 0, MO 0
X 0,
Y 0, mO (F ) 0
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
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第二节 力矩与力偶
一、力矩
mO (F ) F d
合力矩定理
mO (R)
mO (Fi )
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二、力偶
m F d
M m
特征：
m 0
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。
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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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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：
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（2）活动铰链支座约束
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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4、固定端约束
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二、受力图
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。
化工机械基础
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绪言
1.为什么要学这门课？ 2. 这门课学点什么？ 3.怎么学好这门课？
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教材： 面向21世纪课程教材 《化工机械基础》 陈国桓主编
化学工业出版社 2006年
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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
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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3、铰链约束
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（1）固定铰链支座约束
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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
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
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R M A d 2020年10月13日星期
2 3M 3a
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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。
X 0 Y 0 mA(F) 0
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XA P0 YA RB Q 0
RB 2b Q b m P a 0
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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
m 0
RA L m1 m2 0
RA
m1
m2 L
24 15 6
1.5(kN )
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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 M RA d 0 d a cos 300 3 a
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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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。