化工设计课件-1刚的受力分析及其平衡规律.ppt

CHAP. 1 刚体的受力分析及其平衡规律 2） 简化结果分析 （1） 简化得合力 复杂力系向某一点简化， 此时反过来应用力的平移定理，把作用于O点的进一步合成为一个力。其过程是这样的，将主矩用力偶（R,R’）表示，并使R=Ro，于是力偶臂 ，令力偶中一个力R’作用在简化中心，并与已知Ro取相反方向，于是R’与Ro作为一对等值，反向、共线的平衡力，可去掉，于是就剩下作用线通过K点的一个力 。 由此可见，当Ro，mo均不为0时，平面力系尚可简化为一个合力，其大小，方向 其作用线到简化中心的距离 合力作用线是在简化中心的哪一边，根据合力对简化中心之矩有相同的转向。 CHAP. 1 刚体的受力分析及其平衡规律 （3） 处于平衡 若 ，此时该力系既不会使刚体移动，也不会使刚体转动，即刚体在力系作用下处于平衡。 也就成了平面一般力 系的平衡条件。 合力矩定理：平面力系的合力对其作用面内任一点之矩，等于该力系各分力对同一点之矩的代数和。 因此若力系简化结果 ，说明简化中心恰好就在合力的作用线上，此时主矢Ro就是力的合力。 （2）简化得力偶 若 力系合成为一个力偶，力偶矩即主矩，此时与简化中心的位置无关，力偶可以任意移动（等效变换性）。 由此可见，对平面一般力系，若 ，还不足以保证平衡，这时刚体将在合力偶作用下转动。 CHAP. 1 刚体的受力分析及其平衡规律 A,B,C不共线 3） 平面一般力系和平面平行力系的平衡方程 （1） 平面一般力系 AB不垂直于x轴； （2） 平面平行力系 若使Y轴平行于各力，则 （3）力偶系， 则只有满足 可用来求解三个未知量。 CHAP. 1 刚体的受力分析及其平衡规律 例5（习题1－13） 力偶系作用下平衡，A，B处铰链只有垂直方向反力，RA=(m2-m1)/AB, 方向向下； RB= (m1-m2)/AB, 方向向上。 CHAP. 1 刚体的受力分析及其平衡规律 例6（习题1－10）已知油泵压力P，求滑块施于工件的压力。 可以根据平面一般力系, 三个方程，求解三个未知量Q,R,N,但较繁，且题目仅要求R。 这个题目告诉我们，可选二个力的汇交点作为矩心列方程，这样 得到的方程中包含一个未知力，方便求解。 解：三个未知力N,Q,R，三个方程，可联立求解，但题目仅要求解R（由于AB杆是二力杆，因此NA沿着AB向）于是可取N,Q力的交点O作为矩心 CHAP. 1 刚体的受力分析及其平衡规律 下面分析固定端约束反力 ： 如图所示，一根插入并固定在墙中的直杆，一端作用力P，―悬臂梁 杆在A端既不能移动，也不能转动―固定端约束，固定端约束反力如何确定呢？ 直杆在主动力P作用下有移动、转动的趋势，但受到墙的约束。于是杆上的每一个与墙接触点都会受到墙对它的约束反力，这些反力大小，方向均不相同，难于计算，可以将其合成一个作用于A点处主矢 和以A点为简化中心的主矩m。正是 阻止了杆的水平移动， 阻止了杆的垂直移动，m阻止了杆的转动。 4）固定端约束的受力分析 我们以前已经讲过柔软体（约束反力即是绳索中心线方向）、光滑接触面、铰链（方向未知，但力的作用线通过销钉中心，可用X,Y代替）三种约束。 * * 化工设备设计基础 主讲教师：周剑秋 李庆生 电话南京工业大学机械与动力工程学院 2008年2月 教学安排:38+2(教学实验) 2周课程设计 绪论 绪论 爆炸实例 装置安全可靠性！ 爆炸伤亡及带来的污染 后果严重！ 绪论 过程设备是过程工业的支柱，我国已成为“世界工厂”，制造业大国，但制造的水平相对落后，重大装备的国产化已列入成为我国“十一五”发展的重点。 过程设备中所涉及到的知识与我们日常生活密切相关，用我们所学到的知识去分析日常生活现象，将学用结合，悟出其中的道理，真正做到“知”。 第一篇 力学基础 概述 机器设备都是承载构件，须保证其安全性、可靠性，包括以下三方面: 1. 能抵抗载荷对它的破坏，即要有一定的强度 2. 变形不超出一定范围，即要有一定的刚度 3. 能维持构件自身的几何形状，即具有充分的稳定性