化工机械基础(第三版)第一章物体的受力分析和静力平衡方程.ppt

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。 通过以上例子分析，可以得到求解物体平衡问题的解题方法和步骤： 确定研究对象，取分离体，画受力图； 选取合适的坐标轴，列出静力平衡方程； 解平衡方程，求出未知量。 第九节 空间力系 一 力在直角坐标轴上的投影 二 力对轴的矩 力对轴的矩是指力F对定轴的矩，即 MZ(F)=±Fd。力矩的方向由右手螺旋规则判定。 三 空间力系的平衡方程 或 且 作 业 P91 1、3、5、6 向下 向上 末页 首页 调音 返回 结束 《化工设备机械基础》教程 主讲：张维刚 电 话 E-mail：zwg-2006@163.com 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 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。 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 第一篇 工程力学基础概述 工程力学是一门研究物体机械运动以及构件强度、刚度和稳定性的科学。这一篇包含工程力学两个基础部分的内容：静力学和材料力学。 要想物体在外力的作用下能够安全可靠的工作，则需要满足以下三个力学条件： 强度条件：强度是指构件抵抗破坏的能力； 刚度条件：刚度是指构件抵抗变形的能力； 稳定性条件：稳定性是指构件保持原有平衡形态能力。 本篇中就是讨论等截面直杆的强度、刚度问题，稳定性问题放到后面“外压容器设计”中进行研究。 主 要 内 容 第一章 物体的受力分析和静力平衡方程 第二章 拉伸、压缩与剪切 第三章 扭转 第四章 弯曲 第五章 应力状态分析 强度理论 组合变形 第六章 疲劳 第一章 物体的受力分析和静力平衡方程 本章的重点内容： 1. 力的概念，力的三个要素；2. 作用与反作用定律，二力平衡定律，力的合成与分解；3. 约束和约束反力；4. 力矩、力偶的概念，力的平移；5. 受力图分析； 6. 平面力系的平衡方程式 第一节 静力学基本概念 一 力的概念及作用形式 概念：力是物体间相互作用。 力的三要素：力的大小、方向、作用点。 力是既有大小又有方向的矢量，它可以用表示矢量的方法来表示（图1-1） 。 如下图中作用小车上的重力P与拉力T。 力的作用形式大致有以下三种：（图1-2） 集中力 均布载荷 线分布力 按照国际单位制，力的单位用“牛”(N)或“千牛”(kN)。 二 刚体的概念 所谓的刚体就是指在力的作用下不发生变形的物体。它是原物体的理想化的模型。 三 平衡的概念 二力平衡定律 等值、反向、共线 （图1-3）。实例如右图：  加减平衡力系原理   力的可传性原理 四、作用和反作用定律   力大小相等，方向相反，而作用线相同（等值、反向、共线 ） 。 注意：在分析物体受力时要正确区分二力平衡和作用力与反作用力。前者是同一物体上的两个力的作用；后者是分别作用在两个物体上的两个力，它们的效果不能互相抵消。 第二节 约束和约束反力 如：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。 首先，明确几个概念：自由体 非自由体 约束 约束反力 1、柔性体约束（柔索约束） 2、理想光滑面（线）约束 特点：只受压，不受拉，力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。 3、圆柱形铰链约束 1）固定铰链支座约束 底座固定在支撑面上的铰支座。 特点：底座既限制物体沿支撑面法线方向的运动也限制沿支撑面的运动 固定铰链支座类型 2）活动铰链支座约束 底座可以移动的铰支座。 特点：底座只能限制物体沿支撑面法线方向的运动而不限制沿支撑面的运动。 活动铰链支座类型 4、固定端约束 特点：这类约束的特点是既限制物体的移动也限制物体的