1、 復 習 第1章工程力學基礎確定研究對象確定研究對象 1、受力分析與受力圖、受力分析與受力圖取分離體取分離體畫已知力畫已知力畫約束力畫約束力F1F2GN 一、一、 物體的受力分析及平衡條件物體的受力分析及平衡條件 常見的約束：常見的約束：a、柔性約束柔性約束 （柔索）（柔索）特點：特點：只受拉，不受壓，不能抗拒彎曲，限只受拉，不受壓，不能抗拒彎曲，限制物體沿柔性體伸長的方向運動。制物體沿柔性體伸長的方向運動。 一、一、 物體的受力分析及平衡條件物體的受力分析及平衡條件b、光滑面約束、光滑面約束 常見的約束：常見的約束：忽略摩擦，理想光滑。忽略摩擦，理想光滑。 常見的約束：常見的約束：c 、鉸鏈

2、約束（光滑圓柱鉸鏈）、鉸鏈約束（光滑圓柱鉸鏈） 鉸鏈鉸鏈 常見的約束：常見的約束： Nxc 、鉸鏈約束（光滑圓柱鉸鏈）、鉸鏈約束（光滑圓柱鉸鏈） NNxNy 常見的約束：常見的約束：NyNx 常見的約束：常見的約束：N的實際方向也可以向下的實際方向也可以向下 常見的約束：常見的約束：NxNyNx 常見的約束：常見的約束：d、固定端約束、固定端約束 常見的約束：常見的約束：e、二力體約束、二力體約束 常見的約束：常見的約束：二力體二力體：只受兩個力的作用而保持平衡的剛體：只受兩個力的作用而保持平衡的剛體二力體對被約束物的約束力：二力體對被約束物的約束力：作用線與二力體受兩作用線與二力體受兩力作用

3、點的連線重合力作用點的連線重合，指向視二力體所受力的性質，指向視二力體所受力的性質而定，而定，拉桿的約束力是拉力拉桿的約束力是拉力，壓桿的約束力是壓力壓桿的約束力是壓力。 A B NAx NAy FB 受力分析的關鍵受力分析的關鍵分析約束力分析約束力注意注意： 區分內力與外力，內力不畫在受力圖上；區分內力與外力，內力不畫在受力圖上； 作用力與反作用力的方向相反。作用力與反作用力的方向相反。不要漏畫力，不要多畫力不要漏畫力，不要多畫力 一、一、 物體的受力分析及平衡條件物體的受力分析及平衡條件例例 畫出下列各構件的受力圖畫出下列各構件的受力圖 二矩式二矩式 三矩式三矩式 一矩式一矩式0AM0AM

4、0CM0 xF0yF0)(FMO0 xF0BM0BM2 2、平面一般力系的平衡方程、平面一般力系的平衡方程 一、一、 物體的受力分析及平衡條件物體的受力分析及平衡條件 用平衡方程解題的主要步驟用平衡方程解題的主要步驟注意注意： 例例解解BCDABRBxRBx橫截面上的內力橫截面上的內力N N沿桿的沿桿的軸線，稱為軸線，稱為軸力。軸力。0NP 由平衡方程由平衡方程得：得：NP ( (拉拉) )軸力的符號規定軸力的符號規定: : 拉為正，壓為負。拉為正，壓為負。求內力的方法求內力的方法-截面法截面法 一截為二，棄一留一；一截為二，棄一留一； 內力代替，平衡求力。內力代替，平衡求力。PPmmmNPm

5、 二、二、 直桿的拉伸和壓縮直桿的拉伸和壓縮 1、用截面法求軸力、軸力圖、用截面法求軸力、軸力圖kNNkNNkNN5020304010203020321軸力圖軸力圖-軸力沿軸線方軸力沿軸線方向變化的圖線。向變化的圖線。 例例 求截面求截面1-11-1，2-22-2，3-33-3上的軸力，并畫軸力圖。上的軸力，并畫軸力圖。 二、二、 直桿的拉伸和壓縮直桿的拉伸和壓縮 2、拉伸和壓縮時材料的力學性能拉伸和壓縮時材料的力學性能 低碳鋼低碳鋼靜拉伸實驗：靜拉伸實驗：彈性階段屈服階段強(硬)化階段局部變形階段低碳鋼低碳鋼的應力的應力-應變曲線應變曲線 二、二、 直桿的拉伸和壓縮直桿的拉伸和壓縮 2、拉伸

6、和壓縮時材料的力學性能拉伸和壓縮時材料的力學性能 力學性能指標：力學性能指標：屈服極限屈服極限( (屈服強度屈服強度) ) s強度極限強度極限( (抗拉強度抗拉強度) ) b （現用（現用RmRm表示）表示） 伸長率伸長率(延伸率延伸率) （現用（現用A表示）表示） 斷面收縮率斷面收縮率 （現用（現用Z表示）表示） 塑性指標塑性指標強度指標強度指標剛度剛度: 彈性模量彈性模量 E 灰鑄鐵拉伸實驗灰鑄鐵拉伸實驗割線割線b DO 二、二、 直桿的拉伸和壓縮直桿的拉伸和壓縮 灰鑄鐵拉伸時的灰鑄鐵拉伸時的應力應力應變應變關系是一段微彎關系是一段微彎曲線，沒有明顯的直線曲線，沒有明顯的直線部分，且在較小

7、的應力部分，且在較小的應力下就被拉斷，沒有屈服下就被拉斷，沒有屈服和縮頸現象，拉斷前的和縮頸現象，拉斷前的應變很小，延伸率也很應變很小，延伸率也很小。灰口鑄鐵是典型的小。灰口鑄鐵是典型的脆性材料，強度極限是脆性材料，強度極限是衡量強度的唯一指標。衡量強度的唯一指標。請思考：請思考： 圖示三種材圖示三種材料的拉伸應力料的拉伸應力應變曲線，試比應變曲線，試比較它們的強度、較它們的強度、剛度和塑性。剛度和塑性。 強度校核 載荷、截面尺寸、材料許用應力全部已知，檢查上式是否滿足。 截面設計 已知載荷和材料許用應力，根據上式求截面尺寸。 A Nmax / 確定許用載荷 已知截面尺寸、材料許用應力，根據上

8、式求許用載荷。 N A maxmaxNA maxmaxNA 3、拉伸和壓縮的強度條件拉伸和壓縮的強度條件 二、二、 直桿的拉伸和壓縮直桿的拉伸和壓縮 三、三、 剪切與擠壓剪切與擠壓jyjyjyjyAP剪切強度條件剪切強度條件 QA擠壓強度條件擠壓強度條件A為剪切面面積，為剪切面面積，Ajy為（有效）擠壓面面積為（有效）擠壓面面積 三、三、 剪切與擠壓剪切與擠壓PPPPPQ P 2PQ P2P2PPPP2PQ PPPPPQ P 2PQ P2P2PPPP2PQ Q = P1、若擠壓接觸面是圓柱面，如圓柱形的鉚釘、銷、若擠壓接觸面是圓柱面，如圓柱形的鉚釘、銷釘、螺栓等的聯接，則釘、螺栓等的聯接，則擠

9、壓面（有效擠壓面）擠壓面（有效擠壓面）是是接觸面（半個圓柱面）接觸面（半個圓柱面）在垂直于總擠壓力在垂直于總擠壓力Pjy作用作用線的平面上的投影，即過直徑的平面。線的平面上的投影，即過直徑的平面。Pjy jyjyjyP jyA A jy = dt2、若擠壓接觸面是平面，如鍵連接，則、若擠壓接觸面是平面，如鍵連接，則擠壓面擠壓面（有效擠壓面）（有效擠壓面）就是該就是該接觸面接觸面。lhbAjybs2hlA jy 用截面法求橫截面上的內力扭矩扭矩。得扭矩得扭矩 T = m 扭矩扭矩T 的符號用右手螺旋的符號用右手螺旋法則確定：法則確定：以右手的四指表示以右手的四指表示扭矩的轉向，當拇指的指向離扭矩

10、的轉向，當拇指的指向離開截面時扭矩為正；當拇指指開截面時扭矩為正；當拇指指向截面時扭矩為負。向截面時扭矩為負。由由 m = 0 ， T m = 0 x x x 四、圓軸的扭轉四、圓軸的扭轉 1、扭矩和扭矩圖扭矩和扭矩圖用圖線表示各橫截面上扭矩沿軸線的用圖線表示各橫截面上扭矩沿軸線的變化情況，這種圖線稱為變化情況，這種圖線稱為。 四、四、 圓軸的扭轉圓軸的扭轉 2、圓、圓軸軸扭扭轉的強度條件轉的強度條件等截面圓軸強度條件： maxmaxpTW Wp 抗扭截面模量，實心圓軸抗扭截面模量，實心圓軸316pdW第2章過程設備材料選用 一、一、 材料的性能材料的性能力學性能力學性能:1. 強度強度: 抗

11、拉強度、屈服強度等抗拉強度、屈服強度等2. 塑性：塑性：伸長率伸長率(延伸率延伸率) （現用（現用A表示）表示） 斷面收縮率斷面收縮率 （現用（現用Z表示）表示）3. 韌性韌性: ak (沖擊韌性沖擊韌性)4. 硬硬 度度 a. 布氏硬度布氏硬度 HBS HBW b. 洛氏硬度洛氏硬度 HRA HRB HRC c. 維氏硬度維氏硬度 Hv5. 剛度剛度: 彈性模量彈性模量 E 二、二、 常用材料分類與編號常用材料分類與編號1 1、普通碳素、普通碳素結構結構鋼鋼: :Q235-A Q215-B Q235-A.FQ235-A Q215-B Q235-A.F等等 2 2、優質優質碳素碳素結構結構鋼鋼

12、: :20 45 20 45 等等 3 3、普通低合金結構普通低合金結構鋼鋼: :4 4、合金結構合金結構鋼鋼: :16Mn 15MnV 16Mn 15MnV 等等 35CrMo 40Cr 60Si2Mn 35CrMo 40Cr 60Si2Mn 等等 5 5、不銹鋼不銹鋼: :2Cr13 1Cr17 0Cr18Ni10Ti 2Cr13 1Cr17 0Cr18Ni10Ti 等等 6 6、專業用鋼專業用鋼: :16MnR 20g 16MnDR 15MnVHP16MnR 20g 16MnDR 15MnVHP等等 三、三、 鋼中雜質元素的影響鋼中雜質元素的影響 鋼中的雜質主要有鋼中的雜質主要有: S、

13、 P 、Mn、Si等等 。S、 P 有害有害Mn、Si 有益有益 四、四、 鋼的熱處理鋼的熱處理退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火表面淬火、化學熱處理（滲碳、滲氮）表面淬火、化學熱處理（滲碳、滲氮）調質調質 = 淬火淬火+高溫回火高溫回火第4章機械傳動 一、一、 帶傳動帶傳動1、帶傳動靠摩擦力傳遞運動和動力、帶傳動靠摩擦力傳遞運動和動力2、彈性滑動與打滑、彈性滑動與打滑3、帶傳動的失效形式、帶傳動的失效形式4、帶傳動的受力分析、帶傳動的受力分析5、帶傳動工作時的應力、帶傳動工作時的應力6、帶的型號：、帶的型號：Y、Z、A、B、C、D、E最大應力發生在緊最大應力發生在緊邊與小帶輪接觸處

14、邊與小帶輪接觸處帶的拉力產生的應力帶的拉力產生的應力離心力引起的應力離心力引起的應力帶彎曲引起的彎曲應力帶彎曲引起的彎曲應力打滑、帶的疲勞破壞打滑、帶的疲勞破壞型號選擇：根據計算功率與小帶輪轉速型號選擇：根據計算功率與小帶輪轉速緊邊拉力緊邊拉力 F1 松邊拉力松邊拉力 F2有效拉力有效拉力 F = F1F2 二、二、 齒輪傳動齒輪傳動1、正確嚙合的條件、正確嚙合的條件2、齒輪失效形式、齒輪失效形式3、齒輪幾何尺寸計算、齒輪幾何尺寸計算模數相等、壓力角相等模數相等、壓力角相等輪齒折斷、齒面點蝕、齒面膠合、輪齒折斷、齒面點蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變形齒面磨損、齒面塑性變形第3章壓力容器設計

15、基礎 一、壓力容器的基本結構一、壓力容器的基本結構基本承壓部件基本承壓部件1.1.筒體筒體2.2.封頭封頭3.3.密封裝置（法蘭、密封元件、緊固件）密封裝置（法蘭、密封元件、緊固件）4.4.開孔（人開孔（人/ /手孔）與接管手孔）與接管5.5.支座支座附件附件6.6.安全附件（安全閥、爆破片）安全附件（安全閥、爆破片）7.7.測量與控制儀表測量與控制儀表二、壓力容器零部件的標準化二、壓力容器零部件的標準化標準化的基本參數：標準化的基本參數：公稱直徑公稱直徑DN公稱壓力公稱壓力PN 三、回轉薄殼應力分析三、回轉薄殼應力分析（1）圓柱形殼體）圓柱形殼體4pD2pD經向應力：經向應力：環向應力：環向應力：（2）球形殼體）球形殼體4pD1、各種厚度間的關系、各種厚度間的關系計算厚度計算厚度 d n 2C設計厚度設計厚度1C圓整值圓整值名義厚度名義厚度有效厚度有效厚度e 21CCC 毛坯厚度毛坯厚度加工減薄量加工減薄量+圓整值圓整值四、內壓力薄壁圓筒的強度設計四、內壓力薄壁圓筒的強度設計2、壓力試驗、目的、壓力試驗、目的液壓試驗液壓試驗氣壓試驗氣壓試驗氣密性試驗氣密性試驗耐壓試驗耐壓試驗 壓力試驗壓力試驗四、內壓力薄壁圓筒的強度設計四、內壓力薄壁圓筒的強度設計 五、封頭設計五、封頭設計 容器封頭容器封頭（端蓋）（端蓋）凸形封頭凸形封頭錐形封頭錐形封頭平板