化工设备基础02(精).ppt

第一章化工设备基础知识第二章化工设备力学知识第二章化工设备力学基础化工设备及其零部件在工作时都要受到各种外力作用。例如:安装在室外的塔设备,要承受风力的作用;压力容器法兰联接的螺栓要承受拉力作用;搅拌轴工作时要承受物料阻力的作用等。为了使构件在外力作用下,既能安全可靠地工作,又能满足经济要求,除了需要选择合适的材料外,还要确定构建合理的截面形状和尺寸。要解决这些问题就必须对构件进行受力分析和承载能力的计算。本章的任务就是介绍化工设备设计计算所必须掌握的力学基础知识。其主要内容可以概括为两部分。一、构件的受力分析构件的受力分析主要研究构件的受力情况及平衡条件,进行受力大小的计算,其研究是处于平衡状态下的构件。二、构件的承载能力分析构件的承载能力是指构件在外力作用下的强度、刚度及稳定性。强度:指构件抵抗外力破坏的能力。刚度:指构件抵抗变形的能力稳定性:指构件在外力作用下保持其原有平衡状态的能力。在构件的承载能力分析中,主要研究静载荷作用下的等截面直杆的几种基本变形,即轴向拉伸和压缩变形、剪切和挤压变形、扭转变形、弯曲变形。§§§§§§、力的概念和基本性质1、力的概念:力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。这种力使物体的运动状态发生改变或使物体产生变形。力的外效应:使物体的运动状态发生改变的效应称为力的外效应。力的内效应:使物体产生变形的效应称为力的内效应。刚体:在外力作用下用不发生变形的物体。工程上作用在构件上的力,常以下面两种形式出现:(1)集中力一般可以把集中作用在很小面积上的力近似地看成作用在某一点上,称为¨¨,用F表示,单位N,KN。(2)分布载荷连续分布在一定面积或体积上的力称为分布载荷。如果分布载荷的大小是均匀的就称为均布载荷。均布载荷中,单位长度上所受的力称为载荷集度。用q表示,单位为“N/m,KN/m”。2、力的基本性质力的基本性质由力的静力学公理来说明。公理一二里平衡公理作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力的大小相等、方向相反,且作用在同一直线上。二力构件:凡是可以不计自重且只在两点受力而处于平衡的构件。公理二力的平行四边形公理公理三加减平衡力系公理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,不会改变原力系对刚体的作用效应。公理四作用力与反作用力公理二、受力图1、约束及约束反力凡是对一个物体的运动(运动趋势)起限制作用的其他物体,都成为这个物体的约束。约束对被约束物体的作用力称为约束反力,简称反力。能使物体运动或有运动趋势的力称为主动力。(1)柔性约束绳索、链条、胶带等柔性物体形成的约束叫柔性约束。方向(2)光滑面约束不计摩擦的支撑表面,如导轨、气缸壁等产生的约束称为光滑面约束。方向沿绳的连线指向绳收缩的方向。通过接触点并沿公法线指向被约束的物体。三、固定铰链约束方向待定,常用水平和铅垂两个方向的分力来表示。