第一章-物體的受力分析及其平衡條件

化工機(jī)械基礎(chǔ)北方民族大學(xué)化工學(xué)院3/1/20231北方民族高?；W(xué)院教材：面對(duì)21世紀(jì)課程教材“機(jī)械基礎(chǔ)”，陳國(guó)桓主編，化學(xué)工業(yè)出版社3/1/20232北方民族高?；W(xué)院緒言一、目的和意義合理設(shè)備可以簡(jiǎn)化流程，降低成本設(shè)備的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)具備基本工程力學(xué)學(xué)問(wèn)，了解化工設(shè)備常用材料特性及焊接學(xué)問(wèn)，駕馭化工設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，及典型機(jī)械傳動(dòng)。3/1/20233北方民族高?；W(xué)院二、主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)支配第一篇工程力學(xué)24學(xué)時(shí)其次篇材料與焊接8學(xué)時(shí)第三篇機(jī)械傳動(dòng)與減速器12學(xué)時(shí)第四篇容器設(shè)計(jì)20學(xué)時(shí)3/1/20234北方民族高?；W(xué)院參考書(shū)目1、〈理論力學(xué)〉上冊(cè)，哈爾濱工業(yè)高校理論力學(xué)教研室，高等教化出版社2、〈材料力學(xué)〉上冊(cè)，劉鴻文主編，高等教化出版社3、〈工程力學(xué)〉，朱熙然主編，上海交通高校出版社4、〈金屬材料及熱處理〉，史美堂主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社5、〈金屬工業(yè)學(xué)〉上冊(cè)，范全福主編，高等教化出版社6、〈化工機(jī)械制造〉，第八章、第九章，姚慧珠、鄭海泉編，化學(xué)工業(yè)出版社3/1/20235北方民族高?；W(xué)院第一篇工程力學(xué)理論力學(xué)：探討物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律材料力學(xué)：探討構(gòu)件承載實(shí)力構(gòu)件承受荷載實(shí)力衡量：1．強(qiáng)度：構(gòu)件反抗破壞的實(shí)力2．剛度：構(gòu)件反抗變形的實(shí)力3．穩(wěn)定性：構(gòu)件保持原有平衡形態(tài)實(shí)力3/1/20236北方民族高?；W(xué)院第一章物體的受力分析

及其平衡條件第一節(jié)力的概念和基本性質(zhì)一．力的概念1．剛體與變形體2．力是物體間相互的機(jī)械作用力的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)，由理論力學(xué)探討力的變形效應(yīng)，由材料力學(xué)探討力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)。3/1/20237北方民族高校化工學(xué)院二．力學(xué)公理1、作用與反作用定律2、二力平衡定律二力構(gòu)件和二力桿3、加減平衡力系定律4、力的平行四邊形法則5、剛化原理：平衡的變形體剛化為剛體，則平衡狀態(tài)保持不變。3/1/20238北方民族高?；W(xué)院其次節(jié)力矩與力偶一、力矩合力矩定理3/1/20239北方民族高?；W(xué)院二、力偶特征：1、是一個(gè)基本的力學(xué)量，不能與一個(gè)力平衡，力偶只能與力偶平衡。2、力偶對(duì)作用面內(nèi)任一點(diǎn)之矩與矩心的位置無(wú)關(guān)，恒等于力偶矩。3、同平面內(nèi)兩力偶等效是力偶矩相等。3/1/202310北方民族高校化工學(xué)院三、

力的平移3/1/202311北方民族高?；W(xué)院四、平面一般力系向一點(diǎn)的簡(jiǎn)化3/1/202312北方民族高?；W(xué)院第三節(jié)物體的受力分析一、約束和約束反力自由體和非自由體約束和約束反力：方向，作用點(diǎn)，大小主動(dòng)力（促使運(yùn)動(dòng)）和被動(dòng)力3/1/202313北方民族高?；W(xué)院1、柔性體約束（柔索約束）繩索，傳動(dòng)帶，鏈條等，忽視剛性，不計(jì)重力，確定松軟且不行伸長(zhǎng)特點(diǎn)：只受拉，不受壓，不能抗拒彎矩，限制物體沿柔性體伸長(zhǎng)的方向運(yùn)動(dòng)。3/1/202314北方民族高?；W(xué)院3/1/202315北方民族高?；W(xué)院3/1/202316北方民族高?；W(xué)院2、光滑接觸面（線(xiàn)）約束特點(diǎn)：只受壓，不受拉，沿接觸點(diǎn)處的公法線(xiàn)而指向物體，一般用N表示。又叫法向反力。

忽視摩擦，志向光滑。3/1/202317北方民族高?；W(xué)院3/1/202318北方民族高校化工學(xué)院3、鉸鏈約束3/1/202319北方民族高?；W(xué)院（1）固定鉸鏈支座約束3/1/202320北方民族高校化工學(xué)院3/1/202321北方民族高?；W(xué)院3/1/202322北方民族高校化工學(xué)院3/1/202323北方民族高?；W(xué)院（2）活動(dòng)鉸鏈支座約束3/1/202324北方民族高校化工學(xué)院3/1/202325北方民族高?；W(xué)院4、固定端約束3/1/202326北方民族高?；W(xué)院3/1/202327北方民族高校化工學(xué)院3/1/202328北方民族高?；W(xué)院二、受力圖例1-1．某化工廠的臥式容器，容器總重量(包括物料、保溫層等)為Q，全長(zhǎng)為L(zhǎng)，支座B接受固定式鞍座，支座C接受活動(dòng)式鞍座。試畫(huà)出容器的受力圖。3/1/202329北方民族高?；W(xué)院例1-2．焊接在鋼柱上的三角形鋼結(jié)構(gòu)管道支架，上面鋪設(shè)三根管道，試畫(huà)出結(jié)構(gòu)整體及各構(gòu)件的受力圖。3/1/202330北方民族高校化工學(xué)院例1-3剛架自身重力不計(jì)，AC上作用載荷，畫(huà)出AC、BC及剛架整體的受力圖

3/1/202331北方民族高?；W(xué)院畫(huà)受力圖的步驟：(1)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，畫(huà)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；(2)選擇探討對(duì)象，畫(huà)出作用在其上的全部主動(dòng)力；(3)依據(jù)約束性質(zhì)，畫(huà)出作用于探討對(duì)象上的約束反力。3/1/202332北方民族高?；W(xué)院第四節(jié)平面力系的平衡方程式平面力系平衡的必要與充分條件：力系的主矢和對(duì)任一點(diǎn)的主矩都等于零。3/1/202333北方民族高?；W(xué)院例1-4梁AB，長(zhǎng)L=6m，A、B端各作用一力偶，m1=15kN.m，m2=24kN.m，轉(zhuǎn)向如圖所示，求支座A、B的反力。

3/1/202334北方民族高?；W(xué)院例1-5直桿AB與彎桿BC鉸接，已知AB桿上有一力偶矩為M的力偶作用，各桿重力不計(jì)。求支座A、C處的約束反力。

3/1/202335北方民族高?；W(xué)院例1-6剛架所受荷載、尺寸及支承狀況見(jiàn)圖，求支座A及B處的反力。3/1/202336北方民族高校化工學(xué)院