化工設(shè)備基礎(chǔ)剛體的受力分析

化工設(shè)備基礎(chǔ)剛體的受力分析第一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日1、基本概念自由體位移不受限制的物體如:飛行中的飛機(jī)非自由體位移受到限制的物體如：鋼索吊住的重物約束約束力約束反力對(duì)非自由體的位移起限制作用的物體約束對(duì)非自由體的作用力大?。捍ǚ较颍号c該約束所能阻礙的位移方向相反作用點(diǎn)：接觸處第二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、常見(jiàn)的幾種約束形式當(dāng)柔軟體被拉直時(shí)才能起到約束作用(1)由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的柔性體約束PPTS1S'1S'2S2特點(diǎn)約束反力作用在接觸點(diǎn)方向沿柔軟體伸直時(shí)的軸線，背離被約束物體（離點(diǎn)而去的力）第三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日(2)光滑面約束(摩擦不計(jì))特點(diǎn)約束反力作用在接觸點(diǎn)方向沿公法線，指向被約束物體（向點(diǎn)而來(lái)的力）PNNPNANB第四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日(3)圓柱鉸鏈約束主要結(jié)構(gòu)：銷(xiāo)釘?shù)谖屙?yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日AAAAXAYA第六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日鉸支座第七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日化工設(shè)備中的固定鉸支座和可動(dòng)鉸支座第八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日（1）固定鉸支座第九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日固定鉸支座的幾種表示:第十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）可動(dòng)鉸支座第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：分別畫(huà)出圓及桿AB的受力圖。ACB600P解：PN1N2ABYAXASBCN2

畫(huà)約束反力時(shí)，一定要按照約束的固有性質(zhì)畫(huà)圖，切不可主觀臆斷！第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日FnF3F2F1O

FR

O

F1F2F3Fn幾何作圖法第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

只有在正交坐標(biāo)系下，分力的大小才等于投影F解析法

X=FcosαY=

Fsinα力在軸上的投影yF

xbaαa1b1o第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日O

FnF3F2F1合力投影定理xFR

O

F1F2F3Fny第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日1).取研究對(duì)象-------力系的匯交點(diǎn)AA.QTC3).建立坐標(biāo)系yx4).列出對(duì)應(yīng)的平衡方程TB例:圖示重物重為Q=30kN,由繩索AB、AC懸掛，求AB、AC的約束反力。600CBAQ3005).解方程解：2）作受力圖第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日如圖所示：F=200N,=60，l=40cm力F使物體繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的物理量稱(chēng)為力F

對(duì)O點(diǎn)的力矩。O點(diǎn)稱(chēng)為矩心。O點(diǎn)到力的作用線的垂直距離稱(chēng)為力臂。矩心力臂F一、力矩(力對(duì)點(diǎn)之矩)

+_F對(duì)O點(diǎn)之矩：力矩Mo(F)=±Fd第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日二、力偶與力偶矩1、概念等值、反向、作用線平行的兩個(gè)力叫做力偶，記為（F，F(xiàn)′）。力偶中兩個(gè)力所在的平面叫力偶作用面。兩個(gè)力作用線間的垂直距離叫力臂。力偶矩：力偶對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的度量。+_第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、力偶的性質(zhì)基本物理量力偶無(wú)合力，在任何坐標(biāo)軸的投影和恒為零。力偶不能與一個(gè)力等效，也不能用一個(gè)力來(lái)平衡，力偶只能用力偶平衡。yxoF’hF力偶無(wú)合力第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日等效變換性作用在同一平面內(nèi)的兩個(gè)力偶，如果它們的力偶矩大小相等，轉(zhuǎn)向相同，則兩力偶彼此等效。第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日推論力偶可以在作用面內(nèi)任意轉(zhuǎn)移，而不影響它對(duì)物體的作用效應(yīng)。在保持力偶矩的大小和轉(zhuǎn)向不改變的條件下，可以任意改變力和力偶臂的大小，而不影響它對(duì)物體的作用。第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日思考題？試分析下圖四個(gè)力偶，哪些是等效的？第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日一力偶（F1,F1′)作用在Oxy平面內(nèi)，另一力偶(F2,F2′)作用在Oyz平面內(nèi)，力偶矩大小相等，試問(wèn)兩力偶是否等效?為什么?第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、平面力偶系的簡(jiǎn)化與平衡充要條件：力偶系中各分力偶矩代數(shù)和等于0第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例1、在汽缸上要鉆四個(gè)相同的孔，現(xiàn)估計(jì)鉆每個(gè)孔的切削力偶矩m1=m2=m3=m4=m=-15Nm,當(dāng)用多軸鉆床同時(shí)鉆這四個(gè)孔時(shí),問(wèn)工件受到的總切削力偶矩是多大?解:作用在汽缸上的力偶大小相等,轉(zhuǎn)向相同，又在同一平面內(nèi)，因此這四個(gè)力偶的合力矩為：負(fù)號(hào)表示合力偶矩順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。知道總切削力偶矩之后，就可考慮夾緊措施，設(shè)計(jì)夾具。第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日RA的方位不定。但根據(jù)力偶只能與力偶相平衡的性質(zhì)，可知力RA必與力RB組成一個(gè)力偶，即RA=-RB，RA和RB的指向假設(shè)如圖。

計(jì)算結(jié)果RA、RB皆為正值，表示它們假設(shè)的指向與實(shí)際的指向相同。5mAB例2、梁AB受一力偶作用，其矩m=-100kNm.尺寸如圖所示，試求支座A、B的反力。mAB解：（1）取梁AB為研究對(duì)象（3）列平衡方程求未知量

由力偶系的平衡方程有

（2）畫(huà)受力圖

由支座的約束性質(zhì)可知，RB的方位為鉛直，而mRARB第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日A.F三、力的平移定理F`=F``=FO.F`F``OMF`.作用于剛體上的力F，可以平移到任一新作用點(diǎn)，但必須同時(shí)附加一力偶，此力偶的力偶矩等于原力F對(duì)其新作用點(diǎn)的力矩，轉(zhuǎn)向取決于原力繞新作用點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)方向。

M=Mo（F）A點(diǎn)力O點(diǎn)第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日第五節(jié)平面一般力系的簡(jiǎn)化與平衡FnF3F2F1O

FnF3F2F1第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、平面一般力系的簡(jiǎn)化F3F2F1FnFn

F1

OMn.M3M1F2F3M2O—簡(jiǎn)化中心O.MO

—主矢

=ΣFi

與簡(jiǎn)化中心無(wú)關(guān)

MO—主矩MO=ΣMo(Fi)與簡(jiǎn)化中心有關(guān)第二十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日固定端約束第三十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日FMAFyMAFx簡(jiǎn)圖：固定端約束反力有三個(gè)分量：兩個(gè)正交分力，一個(gè)反力偶第三十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日TNBG平面一般力系的平衡方程:例:求A、B兩處的約束反力及繩子的拉力解:①.取研究對(duì)象——小車(chē)②.做受力圖③.建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸④.判斷力系類(lèi)型，列出對(duì)應(yīng)的平衡方程⑤.解方程N(yùn)AxyCGαBATCabh平面一般力系第三十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：圖示簡(jiǎn)支梁，求A、B兩處的約束反力。ABllq1q2解：研究AB，受力如圖：q1ABq2NBYAXA建坐標(biāo)如圖yxXA=0YA+NB-=0A第三十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例2

：圖示構(gòu)架，P=1kN，AE=BE=CE=DE=1m，求A處的反力及BC的內(nèi)力。ABCDEP解：先整體求A處反力：XAYAMA拆開(kāi)CD：XEYEPCDESCB第三十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例3

：圖示結(jié)構(gòu)受水平力P作用，ACB與ED兩桿在C點(diǎn)用銷(xiāo)釘連接，ED與BD兩桿在D