赢天下导航理学]化工设备机械基础习题     DATE: 2018-03-13 00:34

  化工设备机械根本课后习题解答错误!不决义。错误!不决义。EXERCISE EXPLANATION CHEMICALEQUIPMENT MECHANISM错误!不决义。错误!不决义。 第一章 刚体的受力阐发及其均衡纪律 第一部门例题及其解析 第二部门习题及其解答 10第二章 金属的力学机能 18第一部门 例题及其解析 18第二部门 习题及其解答 19第三章 受拉(压)构件的强度计较取受剪切构 件的适用计较 22第一部门 例题及其解析 22第二部门 习题及其解答 24第四章 曲梁的弯曲 27第一部门 例题及其解析 27第二部门 习题及其解答 35第五章 圆轴的扭转 39第一部门 例题及其解析 39第二部门 习题及其解答 43第六章 压力容器取化工设备常用材料 46第一部门 习题及其解析 46第七章 压力容器中的薄膜应力、弯曲应力、取二次应力 48第一部门 习题及其解析 第八章内压容器 52第一部门 例题及其解析 52第二部门 习题及其解答 55第九章 外压容器取压杆的不变计较 60第一部门 例题及其解析 60第二部门 习题及其解答 67第一章 刚体的受力阐发及其均衡纪律 第一部门 例题及其解析 1.下图(a)是一个三角支架,它由两根杆和三个销钉构成,销钉A、C 毗连,销钉B则将两杆毗连正在一。当AB 杆地方 置一沉物时,试确定AB 杆两头的反力力线方 位(杆的本身质量不计)。 AB杆正在自动力G 下之所以处于均衡,是由 于遭到销钉A 和销钉B 的。而两个销钉又别离受 到墙取BC 杆的。因为杆BC 销钉B给BC 杆的力RB 核心线沉合。按照反定律、BC杆给销钉 ,以及销钉B给AB 杆的支持力 它们的力线方位也应取BC杆核心线分歧,如许就BC 杆是二力杆这个前提确定了B 端搭钮的反力力线 方位.如图(b)所示 确定了 的力线方位就可按照三力均衡必汇交一点的来处理了。由于AB 杆本身的质 量忽略不计AB 杆是正在外载G 取反力 好加正在AB杆的地方,那么 角将不异,即都等于AB杆取BC 两杆的夹角 下图(a)是一个放正在滑腻地面上的梯子,梯子由AC和BC 和绳子EF 毗连起来,今有一人沉 ,这五个力形成一个平行的均衡力系,如图(b)所示。此中三个 是已知力,两个是未知(大小的)力 当把梯子的左、左两部门零丁取出来研究时,绳子的拉力和搭钮 处的彼此力就变成了外力,必需正在半个梯子的分手体上暗示出 来。按照柔嫩体反力的特点,取代绳子的反力 处(把销钉当作取左半个梯子为一全体)两部门彼此的力,其力线方位无法已知确定,只能用两个方位已知、大小待定的未知力 )来取代如图(c)(d)所示。从所画得的半个梯子的受力求可见,左半个共 受六个外力,此中三个是未知的,左半个所受五个外力,也是三个未知。这些外 力既不相互平行,也不汇交一点,故称为平面一般力系 圆筒描述器分量(力)为G,置于拖轮A、B上,如图(a)所示, 试求拖轮对容器的反力。 因要求的是拖轮对容器的反力,所以取容器为研究对象,画出受力求(b),拖轮对容器是滑腻面 ,故反力应沿接触点公法线指向 容器,即图中的 30。因为容器沉力也过 核心O 点,故容器是正在三力构成的汇交力系下处于均衡,于是有 沉为G的均质圆球放正在板AB 取墙壁AC 之间,D、E 两处均为滑腻 接触尺寸如图所示,设板AB 的质量不计,求A 处的反力及绳BC 的拉力 反力,所以先考虑取AB 板为分手体,画它的受力求。起首圆球 给板一个垂曲板的压力 ,绳子正在B处给板程度拉力T,按照题意板 自沉不计,所以板遭到的其他力只还有一个搭钮A 处的反力,整个板 是正在三个力下处于均衡,已知 30sin 30 sin 30cos 30 cos 30cos 6060 60,如图(b)所示,如许就获得了板 AB 的受力 图。可是会立即发觉,正在板 AB 所遭到的三个力中,没有一个是已知力, 即便按照汇交力系均衡前提式,列出两个均衡方程式,仍然解不出这三个 未知力,于是问题转到了先要设法正在三个未知力中处理一个,留意到圆球 的沉力G 是个已知力,圆球是正在两个滑腻面反力 以及沉力G三力下处于均衡,该圆球的均衡前提 试对以下四种现象予以注释:1.正在桌面上平放一圆盘,通过圆盘质心O 一水力F,图1-25(a)所示, 圆盘向左平移 2.若力F于圆盘的边缘,图1-25(b)所示,则圆盘正在向左平移的同时, 还会发生绕质心O 的顺时针动弹; 30sin 30sin 30cos 30 cos 60sin 30sin 60 sin 3.若是圆盘核心开孔并套正在一根竖立的固定轴上,图1-25(c)所示,则圆盘仅发生绕固定轴的动弹; 4.若是正在圆盘上的是力偶,那么不管圆盘有无固定轴,它只发生 纯动弹。 平移至质心,平移后的F使圆盘平移,所得的附加力偶(F, 使圆盘动弹,图1-26所示 平移至B点时,[图1-27(a) (b)所示],获得的力F’ 圆盘绕固定轴动弹,可见使圆盘动弹的是力偶而不是力。因为轴以力 了圆盘左移,所以轴上遭到了 圆盘给 它的程度力 1-27(c),(d)],力N’的数值取正在圆盘上的自动力F 相等; 4.因为正在圆盘上的是力偶,所以圆盘只可能动弹不成能平移。 =10kN,工做载荷F=4kN,正在 点处和操做台相毗连的软索绕过滑轮E,结尾挂有沉力(量)为G的均衡沉物, 用正在A、B两轮上的反力(不计摩擦力)。 解:取操做台为分手体,绘出其受力求(b), 这一力系共有三个未知力,他们是绳索 张力T,正在A 轮上 的反力 用正在B轮上的反力 ,因为正在垂曲标的目的上只要一个未知量(T 的大小),所 以先列出力正在y 轴上的投影方程 1410 18的现实指向取图示相反 负值申明 示一压力机,摇杆AOB绕固定轴O 动弹,程度连杆BC 垂曲于OB, 若力P=200N,a=arctan0.2,OA=1m,OB=10cm 求物体M遭到的压力。 程度连杆BC为二力杆,摇杆AOB 受力P 用时,销钉B给BC 杆程度拉力 BC 可按照摇杆AOB的均衡前提 求出 由图1-30(a)可见,CB,CE,CD均系二力杆, 他们都套正在销钉C 上,若是以销钉C 为研究对象, 画出销钉受力求[图1-30(c)],需要先使用汇交 力系的均衡前提求出CE 杆压销钉的力 的垂曲分量求出。因为a 角并未间接给出角度, 即物体遭到的压力)也不克不及一步解出数值,所以这个例题用汇交力 系方式求解,不如改用下述方式简洁。取CE, CD 连同销钉 和销钉E为研究对象(或称分手体),正在画该分手体受力求 时[图1-30(b)]虽然 按照CE 杆为二力杆的前提,能够鉴定正在销钉E 上的压力的指 是却将该力用两个分量EY EX 来暗示,即成心的将一个汇交力系为一般力系。由于标题问题只需求解出物体M受多大压力,即只需求出 EY 两个未知力不必解出。由此能够取这两个力的力线交点 的前提,便可解出EY BCBC BC BC BC 200 10 100 200 下图所示,自沉是W(N)的塔假设遭到平均集度为q(N/m)的程度风载荷,试求塔的基座对塔的反力 解:因塔低取根本固定,可视为固定端,取整个 塔为研究对象,如图(b)为其受力求, 这是一个平面一般力系,由静力均衡方程 1-33(a),所示程度杆长2m,A 端固定正在墙内,B 端借帮销钉取斜杆相 连,斜杆C 端倚靠正在滑腻墙面上,若不计杆的自沉,试求当正在CB 杆的地方做 用有载荷Q=1kN 时,程度杆A 端的反力和反力偶 按提醒未知力正在AB 杆上,但已知力正在 CB 杆上,若是取 AB 杆为研究对象,则画出的将是未知力,所以应取 AB 杆、BC 杆和销钉 一做为研究对象,其受力求示于图1-33(c)。这是一个包含四个未知量的平面一般力系,不克不及用式(1-16)求解,需正在四个未知量中先借 BCEy Ey BC 5000 2000tan mAYA XA 1m2m RByRBx mA RAy RAX NC 帮BC杆的受力均衡关系处理一个。为此画BC杆的受力求[图1-33(b)]。正在考虑B 端处的反力时,若是三力均衡汇交,不难确定RB 的力线方位.但因为并不需要求出 端处的反力,目标是解出NC, 所以放弃利用三力均衡汇交,而将RB,用它的两个分力RBx、 Ryy 来暗示,从而又一次将汇交力系为一般力系来处置。于是,从图 1-33(b),按照 第二部门习题及其解答 1.5 画出以下各指定物体的受力求(见题5 RByRBx (e)AB杆和BC 杆(杆自沉不计) (h)AC 梁,CD 梁及组合梁ACD(梁自沉不计二梁借帮搭钮毗连,梁的三处 支座均为搭钮支座) 由于搭钮左边是一个二力杆,能够先确定其受力求如上(b)所示又以左边部门为研究 对象,由三力汇交道理可做出受力求如上图(a) 所示 对搭钮左边的CD杆进行研究由三力汇交道理可做出受力求如上 所示再对AC 杆进行研究,也由三力汇交道理可得,其受力求如上所示 (d)解:由三力汇交道理可得受力求如左图所示 7.起吊设备时为避免碰着雕栏,施一程度力P,设备沉G=30kN,求程度力P及绳子拉力T,(见题7图) 解:对左图进行受力阐发得:程度标的目的: 代入数据得:答:程度力P 10.压榨机构如图示,杆AB、BC 自沉不计,A、B、C 均视为搭钮毗连, 油泵压力P=3kN,标的目的程度, ,试求滑块施取工件的压力。 解:由题意及图可知杆AB 取杆CB 的力相等,记做TBC 取TAB 进行受力阐发有:又杆BC 对工件的压力N:则 30sin 30cos 1010 30 1010 BCAB AB BC BCBC 又由受力求可得由以上各式可得 代入数据可得 N=11.25KN 12. 力偶不克不及用零丁的一个力来均衡,为什么图中(题12 力偶是不克不及用零丁的一个力来均衡,图中之所以可以或许均衡是由于轮子固定它相当于将P 移到 核心O 点再加 上一个力偶M(P,P)=Pr 取m=Pr 大小相等,方 反,故彼此抵消,又轮子固定,移到中点的力P不会 使轮子发活泼弹, 所以轮子可以或许正在这种下连结均衡 13. 正在程度梁上着两个力偶(题13 图),其力偶距别离为 ,已知AB=0.5m,求A、B 两点的反力。 解:程度梁正在两力偶下的合力偶 处的反力RB 矩为:RB*AB 杆AB 均衡 (标的目的向下)150 20 1060 50kN 50kN RA标的目的向下, 标的目的向上。15. 等载面杆分量为G,夹正在两个程度的滑腻圆柱B和C之间,杆的A端 搁正在滑腻的地面上。设AS=a、BC=b,角a 为已知(见题15 求A、B、C各点的反力。解:对等截面杆进行研究:正在A、B、C 各点均为滑腻面, 其受力求如左所示正在铅曲标的目的有: 正在过B 点且垂曲于杆的标的目的有: 对整个等截面杆有(力偶均衡): 由以上各式可得: 19. 一管道支架 ABC,A、B、C 处均为铰接,已知该支架承受两管道的分量 均为G=4.5kN,题19 图中尺寸均为mm。试求支架中AB 梁和BC 杆所受 100kN 解:对AB杆、BC 杆进行受力阐发有:BC 杆正在搭钮C 和搭钮B 两处的力 下均衡,即为一二力杆。对AB 代入数据有:N=8.64KN对AB 此中BC杆受压缩,AB 杆拉伸和弯曲, 受力标的目的及阐发如图所示。 20. 安拆设备常用起沉扒杆(题20 图),杆AB 沉(力)G1=1.8kN,正在 点,BC=0.5AB。被提拔的沉物(力)G=20kN。试求系正在起沉杆A 端的绳AD 的拉力及杆B 端所遭到的反力。 解:取AB 杆做研究对象,别离遭到力TAD、G、G1 和搭钮B 处的反力, 将各力平移到B 点,由力偶均衡: 所以可得又设搭钮B 处的受力如图TX、TY 正在程度向: 720400 SinAB AQ 451120 1520 ADSin AB SinBC SinAB 3030 30 ABBC 正在铅曲标的目的:代入数据可得:TX=18.099、TY=32.25 所以搭钮B 处受力为 21 梯子放正在滑腻的程度地面上。梯子由 BC AC两部门构成,每部门各 沉150N,相互用搭钮C 及绳子EF 毗连(题21 图)。今有一人,沉为G=600N, 坐正在D 处,尺寸如图所示。试求绳子EF 的拉力及A、B 两处的反力。 解:以整个梯子及报酬全体进行研究: 对BC 梯进行研究,如图所示 将各力移到C 点,由力偶均衡可得: 对AC 梯子进行研究,以点C 为简化 核心,如图由力偶均衡可得 由(3)、(4)式可得 由(1)、(5)式代入数据可得 RA=525N、RB=375N 代入(3)式可得TEF=107N 30782 TanKN 3030 30 30 900150 150 300 EFSin BC SinBC CosFC 1515 SinCD SinAC CosEC SinAC 1515 1515 SinCD SinAC 1515