化工机械基础(绪论)

2019年8月14日星期三1化工机械基础2019年8月14日星期三2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？2019年8月14日星期三3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年年8月14日星期三4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。2019年8月14日星期三5二、主要内容及学时安排•第一篇工程力学10学时•第二篇材料与焊接6学时•第三篇机械传动与减速器12学时•第四篇容器设计4学时2019年8月14日星期三6参考书目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2019年8月14日星期三7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2019年8月14日星期三8第一章物体的受力分析及其平衡条件2019年8月14日星期三9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。2019年8月14日星期三10二．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。2019年8月14日星期三11第二节力矩与力偶一、力矩dFFmO)()()(iOOFmRm合力矩定理2019年8月14日星期三12二、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相等。dFmmM0m2019年8月14日星期三13三、力的平移2019年8月14日星期三14四、平面一般力系向一点的简化iFR主矢：iOmM主矩：2019年8月14日星期三15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2019年8月14日星期三161、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。2019年8月14日星期三172019年8月14日星期三182019年8月14日星期三192、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。2019年8月14日星期三202019年8月14日星期三213、铰链约束2019年8月14日星期三22（1）固定铰链支座约束2019年8月14日星期三232019年8月14日星期三242019年8月14日星期三252019年8月14日星期三26（2）活动铰链支座约束2019年8月14日星期三272019年8月14日星期三284、固定端约束2019年8月14日星期三292019年8月14日星期三302019年8月14日星期三31二、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。2019年8月14日星期三32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。2019年8月14日星期三33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2019年8月14日星期三34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。2019年8月14日星期三35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。0,0OMR0)(,0,0FmYXO0,0)(,0)(XFmFmBA0)(,0)(,0)(FmFmFmCBA2019年8月14日星期三36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。0021mmLRmA)(5.16152421kNLmmRA2019年8月14日星期三37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。00dRMmAaad2330cos0MadMRA3322019年8月14日星期三38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。020)(0000aPmbQbRFmQRYYPXXBABAA2019年8月14日星期三39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。020)(0000mLPLqLMFmPqLYYXXAAAAmPLqLMPqLYXAAA221,,0解得：2019年8月14日星期三40作业P912,3,4,5,6