第一章-物体的受力分析及其平衡条件

化工机械基础北方民族大学化工学院3/1/20231北方民族高校化工学院教材：面对21世纪课程教材“机械基础”，陈国桓主编，化学工业出版社3/1/20232北方民族高校化工学院绪言一、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学问，了解化工设备常用材料特性及焊接学问，驾驭化工设备的设计计算，及典型机械传动。3/1/20233北方民族高校化工学院二、主要内容及学时支配第一篇工程力学24学时其次篇材料与焊接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3/1/20234北方民族高校化工学院参考书目1、〈理论力学〉上册，哈尔滨工业高校理论力学教研室，高等教化出版社2、〈材料力学〉上册，刘鸿文主编，高等教化出版社3、〈工程力学〉，朱熙然主编，上海交通高校出版社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，高等教化出版社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3/1/20235北方民族高校化工学院第一篇工程力学理论力学：探讨物体机械运动一般规律材料力学：探讨构件承载实力构件承受荷载实力衡量：1．强度：构件反抗破坏的实力2．刚度：构件反抗变形的实力3．稳定性：构件保持原有平衡形态实力3/1/20236北方民族高校化工学院第一章物体的受力分析

及其平衡条件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，由理论力学探讨力的变形效应，由材料力学探讨力的三要素：大小，方向，作用点。3/1/20237北方民族高校化工学院二．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。3/1/20238北方民族高校化工学院其次节力矩与力偶一、力矩合力矩定理3/1/20239北方民族高校化工学院二、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相等。3/1/202310北方民族高校化工学院三、

力的平移3/1/202311北方民族高校化工学院四、平面一般力系向一点的简化3/1/202312北方民族高校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3/1/202313北方民族高校化工学院1、柔性体约束（柔索约束）绳索，传动带，链条等，忽视刚性，不计重力，确定松软且不行伸长特点：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。3/1/202314北方民族高校化工学院3/1/202315北方民族高校化工学院3/1/202316北方民族高校化工学院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。

忽视摩擦，志向光滑。3/1/202317北方民族高校化工学院3/1/202318北方民族高校化工学院3、铰链约束3/1/202319北方民族高校化工学院（1）固定铰链支座约束3/1/202320北方民族高校化工学院3/1/202321北方民族高校化工学院3/1/202322北方民族高校化工学院3/1/202323北方民族高校化工学院（2）活动铰链支座约束3/1/202324北方民族高校化工学院3/1/202325北方民族高校化工学院4、固定端约束3/1/202326北方民族高校化工学院3/1/202327北方民族高校化工学院3/1/202328北方民族高校化工学院二、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接受固定式鞍座，支座C接受活动式鞍座。试画出容器的受力图。3/1/202329北方民族高校化工学院例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。3/1/202330北方民族高校化工学院例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

3/1/202331北方民族高校化工学院画受力图的步骤：(1)简化结构，画结构简图；(2)选择探讨对象，画出作用在其上的全部主动力；(3)依据约束性质，画出作用于探讨对象上的约束反力。3/1/202332北方民族高校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。3/1/202333北方民族高校化工学院例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。

3/1/202334北方民族高校化工学院例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。

3/1/202335北方民族高校化工学院例1-6刚架所受荷载、尺寸及支承状况见图，求支座A及B处的反力。3/1/202336北方民族高校化工学院