第一章--物体的受力分析及其平衡条件.ppt

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1、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3/10/20232北方民族大学化工学院绪绪 言言一、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。3/10/20233北方民族大学化工学院二、主要内容及学时安排第一篇 工程力学 24 学时第二篇 材料与焊接 8 学时第三篇 机械传动与减速器 12 学时第四篇 容器设计 20 学时3/10/20234北方民族大学化工学院参考书目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

2、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3/10/20235北方民族大学化工学院第一篇 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3/10/20236北方民族大学化工学院第一章 物体的受力分析及其平衡条件第一节第一节 力的概念和基本性质力的概念和基本性质一力的概念 1刚体与变形体 2

3、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。3/10/20237北方民族大学化工学院二力学公理 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。3/10/20238北方民族大学化工学院第二节 力矩与力偶一、力矩合力矩定理3/10/20239北方民族大学化工学院二、力偶特征：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

4、相等。3/10/202310北方民族大学化工学院 三、力的平移3/10/202311北方民族大学化工学院四、平面一般力系向一点的简化3/10/202312北方民族大学化工学院第三节 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3/10/202313北方民族大学化工学院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。3/10/202314北方民族大学化工学院3/10/202315北方民族大学化工学院3/10/202316北方民

5、族大学化工学院2、光滑接触面（线）约束 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。忽略摩擦，理想光滑。3/10/202317北方民族大学化工学院3/10/202318北方民族大学化工学院3、铰链约束 3/10/202319北方民族大学化工学院（1）固定铰链支座约束 3/10/202320北方民族大学化工学院3/10/202321北方民族大学化工学院3/10/202322北方民族大学化工学院3/10/202323北方民族大学化工学院（2）活动铰链支座约束3/10/202324北方民族大学化工学院3/10/202325北方民族大学化工学院4、固定端约束3/10

6、/202326北方民族大学化工学院3/10/202327北方民族大学化工学院3/10/202328北方民族大学化工学院二、受力图例例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。3/10/202329北方民族大学化工学院例例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。3/10/202330北方民族大学化工学院例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 3/10/202331北方民族大学化工学院画受力图的步骤：(1)简化结构

7、，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。3/10/202332北方民族大学化工学院第四节 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。3/10/202333北方民族大学化工学院例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。3/10/202334北方民族大学化工学院例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。3/10/202335北方民族大学化工学院例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。3/10/202336北方民族大学化工学院例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。3/10/202337北方民族大学化工学院作 业P108 第5题，第6题3/10/202338北方民族大学化工学院