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液体力学与液压传动(专)

液体力学与液压传动(专)
液体力学与液压传动(专)

液体力学与液压传动(专)

一、名词解释(本题共5道小题,每小题3分,共15分)

1、理想流体:可压缩、不计粘性(粘度为零)的流体。瑞士L. 欧拉在忽略粘性的假定下,建立了描述理想流体运动的基本方程。现实中并不存在理想流体,但理想流体模型可应用于一些粘性影响较小的情况中,使问题得以简化。

2、容积调速回路:容积调速回路的工作原理是通过改变回路中变量泵或变量马达的排量来调节执行元件的运动速度的。在这种回路中,液压泵输出的油液直接进入执行元件,没有溢流损失和节流损失,而且工作压力随负载变化而变化,因此效率高、发热少

3、伯努力方程:丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前,水力学所采用的基本原理,其实质是流体的机械能守恒。即:动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小。由于伯努利方程是由机械能守恒推导出的,所以它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体。

4、调速阀:调速阀是进行了压力补偿的节流阀。它由定差减压阀和节流阀串联而成。

5、变量泵:液压变量泵及变量马达在变量控制装置的作用下能够根据其工作的需要在一定范围内调整自己的输出特性,这一特点已被广泛地应用在众多的液压设备中。采用变量泵及变量马达系统,具有显著的节能效果,近年来使用得越来越广泛

二、填空题(本题共5道小题,每小题3分,共15分)

1、小孔通流面积、压力差、温度。

2.动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、动力元件、执行元件。

3、实际流量

4、出口、开、单独引回油箱

5、层流、紊流、雷诺数

三、简答题(本题共4道小题,每小题5分,共20分)

1、什么叫卸荷?试画出一种常用卸荷回路。

答:是液压泵在功率损耗接近零的情况下运转,以减少功率损耗,降低系统发热延长液压泵和电动机的寿命。因为液压泵的输出功率为其流量和压力的乘积,因而,两者任一近似为零,功率损耗即近似为零,因此液压泵的卸荷有流量卸荷和压力卸荷两种,前者主要是使用变量泵,使泵仅为补偿泄漏而以最小流量运转,此方法比较简单,但泵仍处在高压状态下运行,磨损比较严重,压力卸荷的方法是使泵在接近零压下运转。常见的压力卸荷方式有:换向阀卸荷回路、用先导型

溢流阀卸荷的卸荷回路、二通插装阀卸荷回路。

2、液压系统中为什么要设置快速运动回路?实现执行元件快速运动的方法有哪些?

答:在工作部件的工作循环中,往往只要部分时间要求较高的速度,如机床的快进→工进→快退的自动工作循环。在快进和快退时负载小,要求压力低,流量大;工作进给时负载大,速度低,要求压力高,流量小。这种情况下,若用一个定量泵向系统供油,则慢速运动时,势必使液压泵输出的大部分流量从溢流阀溢回油箱,造成很大的功率损失,并使油温升高。为了克服低速运动时出现的问题,又满足快速运动的要求,可在系统中设置快速运动回路。

实现执行元件快速运动的方法主要有三种:

1 增加输入执行元件的流量,如双泵供油快速运动回路、自重充液快速运动回路;2减小执行元件在快速运动时的有效工作面积,如液压缸差动连接快速运动回路、增速缸的增速回路、采用辅助缸的快速运动回路;3将以上两种方法联合使用

3、什么是差动连接回路?差动连接回路怎样使执行元件实现快速运动?

答:液压缸的差动连接是指:在回油中,单出杆活塞缸左右两腔相通,实现回路腔油液又进入进油腔,从而实现执行元件快速运动。

快速运动回路工作原理在液压传动中,为了节省时间,提高工作效率并充分利用原动机的功率,执行元件在没有载荷的某一运动过程中要求快速运动,这就需要快速运动回路。

液压缸差动连接快速运动回路

如图所示的回路是利用二位三通电磁换向阀实现的差动连接快速运动回路,是机床中常用的实现“快进一工进一快退”的回路。当换向阀3在左位、阀5在上位时回路构成差动连接,实现快速进给运动,一方面油泵全流量供油,另一方面由于液压缸的作用面积小,故运动速度较高。当阀5通电时差动连接即被解除,液压缸的回油经过调速阀到油箱,形成调速阀回油节流调速,油泵一部分流量进人液压缸,另一部分流量经溢流阀回油箱,实现工作进给运动,一方面油泵部分流量供油,另一方面由于液压缸的作用面积大,故运动速度较低。

快速运动回路工作原理:当换向阀3在右位,阀5通电在右位,液压缸实现快退功能。

4、试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。

答:相同点:溢流阀与减压阀同属压力控制阀,都是通过液压力与弹簧力进行比较来控制阀

动作;两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。

不同点:

1)溢流阀阀口常闭,进出油口不通;减压阀阀口常开,进出油口相通。

2)溢流阀为进口压力控制,阀口开启后保证进口压力稳定;减压阀为出口压力控制,阀口关小后保证出口压力稳定。

3)溢流阀出口接油箱,先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口;减压阀出口压力油去工作,压力不为零,先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油口引回油箱。

四、计算题(本题共3道小题,每小题10分,共30分)

1、如下图,已知液压泵的流量q=32L/min,吸油管内径d=20mm,泵的安装高度h=500mm,油液密度ρ=0.9g/cm3,管中油液的流态为层流,不计压力损失, 试求:

(1)管路中的流速?

(2)管中油液的流态?

(3)泵吸油口处的真空度?

答:

2、如图所示为先导式溢流阀的工作原理图。

(1)写出主阀芯的受力平衡方程;

(2)说明先导式溢流阀的恒压原理;

(3)说明溢流阀的限压原理;

(4)当外控口K接通油箱时,为什么说溢流阀所控制的液压泵处于卸荷工作状态?溢流阀的卸荷压力主要由什么负载形成的?

(1)写出主阀芯的受力平衡方程;

(2)说明先导式溢流阀的恒压原理;

答:(一)当进油P<导阀弹簧的调定值时,先导阀关闭,主阀上下液压力相等,在主阀弹簧的作用下压向阀座,油口P和T不通。

(二)当进油P>导阀弹簧的调定值时,先导阀打开,油液经节流孔→控制油路→先导阀→泄油路和T回油箱。因油液流经节流孔产生压降,主阀上端油压力低于下腔油口的人口压力。

(三)当进油P不断升高,主阀上下腔压差超过主阀弹簧的作用力,主阀自重G 和摩擦力F f时,推动主阀芯向上移动。油口P和T接通,溢流恒压。此时进油口压力P为与导阀弹簧预紧力相对应的某一确定值,阀门处于平衡状态。

(3)说明溢流阀的限压原理;

溢流阀的作用和要求溢流阀是通过阀口的溢流,使被控制系统或回路的压力维持恒定,实现稳压,调压或限压作用。对溢流阀的主要要求是:调压范围大,调压偏差小,压力摆动小,动作灵敏,过流能力大,噪声小。

(4)当外控口K接通油箱时,为什么说溢流阀所控制的液压泵处于卸荷工作状态?溢流阀的卸荷压力主要由什么负载形成的?

先导式溢流阀的工作原理,是利用主滑阀上下两端的压力差和弹簧力的平衡原理来进行压力控制的,进油腔的压力油经阻尼孔进入上腔,并作用于先导阀的锥阀上。当系统压力升高,即进油压力升高,先导阀锥阀打开,这时由于阻尼孔的作用,产生压力降,主阀芯被抬起,进、出油口被接通,实现溢流作用。倘若阻尼孔被堵塞,先导阀锥阀关闭,不能产生压力降,进、出油口不能接通,则溢

流阀不能溢流,无论系统压力增加多少,溢流阀也不能溢流。

3、如下图所示是调速阀的工作原理图。

(1)调速阀如何实现节流阀上的压差恒定不变?

(2)调速阀中的定差减压阀如何实现压力补偿?

(3)可否用定值减压阀与普通节流阀串联起来代替调速阀使用?为什么?

五、综合题(本题共1道小题,每小题20分,共20分)

1、在图示液压回路中,工作液压缸的工作面积A=50cm2,向右运动时的负载F L =5kN,各压力阀的调定压力已经标注在图中。请问在下列工况下,夹紧液压缸G的压力是多少?并说明理由。

(1)工作液压缸向右运动时;

(2)工作液压缸顶上死挡铁,不能再运动时;

(3)电磁铁YA得电,工作液压缸向右运动时;

(4)电磁铁YA得电,工作液压缸顶上死挡铁,不能再运动时。

流体静力学基本方程

三、流体静力学基本方程式 1、方程的推导 设:敞口容器内盛有密度为ρ的静止流体,取任意一个垂直流体液柱,上下底面积 均为Am 2。 作用在上、下端面上并指向此两端面的压力 分别为 P 1和 P 2 。 该液柱在垂直方向上受到的作用力有: (1)作用在液柱上端面上的总压力P 1 P 1= p 1 A (N) ↓ (2)作用在液柱下端面上的总压力 P 2 P 2= p 2 A (N) ↑ (3)作用于整个液柱的重力G G =ρgA(Z 1-Z 2) (N) ↓ 由于液柱处于静止状态,在垂直方向上的三个作用力的合力为零,即 : p 1 A+ ρgA(Z 1 -Z 2) -–p 2 A = 0 令: h= (Z 1 -Z 2) 整理得: p 2 = p 1 + ρgh 若将液柱上端取在液面,并设液面上方的压强为 p 0 ; 则: p 0 = p 1 + ρgh 上式均称为流体静力学基本方程式,它表明了静止流体内部压力变化的规律。 即:静止流体内部某一点的压强等于作用在其上方的压强加上液柱的重力压强。 2、静力学基本方程的讨论: (1)在静止的液体中,液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。 (2)在静止的、连续的同一液体内,处于同一水平面上各点的压力均相等。 (3)当液体上方的压力有变化时,液体内部各点的压力也发生同样大小的变化。

(4) g h p p ρ+=12 或g p p h ρ12-= 压强差的也大小可利用一定高度的液体柱来表示。 (5)整理得:g g z p g z 2 21 1ρρ+=+ 也为静力学基本方程 (6)方程是以不可压缩流体推导出来的,对于可压缩性的气体,只适用于压强变化不大的情况。 3、静力学基本方程的应用 (1) 测量流体的压差或压力 ① U 管压差计 U 管压差计的结构如图。 对指示液的要求:指示液要与被测流体不互溶,不起 化学作用,且其密度指ρ应大于被测流体的密度ρ。 通常采用的指示液有:水、油、四氯化碳或汞等。 测压差:设流体作用在两支管口的压力为1p 和2p ,且1p >2p , A-B 截面为等压面 即:B A p p = 根据流体静力学基本方程式分别对U 管左侧和U 管右侧进行计算, 整理得: ()Rg p p ρρ-=-指21 讨论:(a )压差(21p p -)只与指示液的读数R 及指示液同被测流体的密度差有关。(b )若压差△p 一定时,(21p p -)越小,读数R 越大,误差较小。 (c )若被测流体为气体, 气体的密度比液体的密度小得多,即()指指ρρρ≈-, 上式可简化为: Rg p p 指ρ=-21

1静力学基本知识与结构计算简图

教案 专业:道路桥梁工程技术课程:工程力学 教师:刘进朝 学期:2010-2011-1 教案首页

教学内容:

课题1 静力学基本知识与结构计算简图 一、静力学基本概念 1.力的概念 ※定义:力是物体间相互的机械作用,这种作用使物体的运动状态发生改变和变形状态发生改变。 ※力的三要素:大小,方向,作用点 集中力:例汽车通过轮胎作用在桥面上的力。 2.力系的概念 定义——指作用在物体上的一群力。 根据力系中各力作用线的分布情况可将力系分为平面力系和空间力系两大类。 若两个力系分别作用于同一物体上时,其效应完全相同,则称这两个力系为等效力系。 用一个简单的等效力系(或一个力)代替一个复杂力系的过程称为力系的简化。 力系的简化是工程静力学的基本问题之一。 3.刚体的概念:指在力的作用下,大小和形状都不变的物体。 4.平衡的概念 平衡——指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。 二、静力学基本公理 公理1:二力平衡公理。 作用于刚体上的两个力,使刚体平衡的必要与充分条件是:这两个力大小相等,方向相反,作用线共线,作用于同一个物体上(如图所示)。 (a)(b) 注意:①对刚体来说,上面的条件是充要的②对变形体来说,上面的条件只是必要条件 例如,如图所示之绳索 二力构件(二力杆):在两个力的作用下保持平衡的构件。 例如,如图所示结构的直杆AB、曲杆AC就是二力杆。

(a)(b)(c) 公理2:加减平衡力系公理。 在作用于刚体的任意力系上,加上或减去任意平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应。 加减平衡力系公理也只适用于刚体,而不能用于变形体。 推论1:力的可传性。 作用于刚体的力可沿其作用线移动而不致改变其对刚体的运动效应(既不改变移动效应,也不改变转动效应),如图所示。 因此,对刚体来说,力作用的三要素为:大小,方向,作用线 注意:(1)不能将力沿其作用线从作用刚体移到另一刚体。 (2)力的可传性原理只适用于刚体,不适用于变形体。 例如,如图(a)所示之直杆 (a)拉伸 (b)压缩 在考虑物体变形时,力失不得离开其作用点,是固定矢量。 公理3:力的平行四边形法则。 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力,此合力也作用于该点,合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示,如图(a)所示。 F R=F1+F2 力的平行四边形法则可以简化为三角形法则,如图(b)所示,

静力学基础 习题及答案

静力学基础 一、判断题 1.外力偶作用的刚结点处,各杆端弯矩的代数和为零。(× ) 2.刚体是指在外力的作用下大小和形状不变的物体。(√ ) 3.在刚体上加上(或减)一个任意力,对刚体的作用效应不会改变。(× ) 4.一对等值、反向,作用线平行且不共线的力组成的力称为力偶。(√ ) 5.固定端约束的反力为一个力和一个力偶。(× ) 6.力的可传性原理和加减平衡力系公理只适用于刚体。(√ ) 7.在同一平面内作用线汇交于一点的三个力构成的力系必定平衡。(× ) 8.力偶只能使刚体转动,而不能使刚体移动。(√ ) 9.表示物体受力情况全貌的简图叫受力图。(√ ) 10.图1中F对 O点之矩为m0 (F) = FL 。(× ) 图 1 二、选择题 1. 下列说法正确的是( C ) A、工程力学中我们把所有的物体都抽象化为变形体。 B、在工程力学中我们把所有的物体都抽象化为刚体。 C、稳定性是指结构或构件保持原有平衡状态。 D、工程力学是在塑性范围内,大变形情况下研究其承截能力。 2.下列说法不正确的是( A ) A、力偶在任何坐标轴上的投形恒为零。 B、力可以平移到刚体内的任意一点。 C、力使物体绕某一点转动的效应取决于力的大小和力作用线到该点的垂直距离。 D、力系的合力在某一轴上的投形等于各分力在同一轴上投形的代数和。 3.依据力的可传性原理,下列说法正确的是( D ) A、力可以沿作用线移动到物体内的任意一点。 B、力可以沿作用线移动到任何一点。 C、力不可以沿作用线移动。 D、力可以沿作用线移动到刚体内的任意一点。 4.两直角刚杆AC、CB支承如图,在铰C处受力F作用,则A、B两处约束力与x轴正向所成的夹角α、β分别为:

液压传动第2章液压流体力学

第2章液压流体力学基础?液压传动的工作介质 ?液体静力学 ?液体动力学 ?液体流动时的能力损失 ?孔口和缝隙流动 ?液压冲击和气蚀现象

什么是流体力学?什么是液压流体力学??流体力学的研究对象是流体,研究流体的宏观运动、平衡规律及流体与固体的相互作用等。 ?液压流体力学是流体力学的一个组成部分,是研究液体静止和运动时的力学规律,以及应用这些规律解决液压技术中工程计算等问题的学科。 ?液压流体力学是学习液压传动技术所必需的基础知识。

液压流体力学的研究对象-液体所具有的特性:?连续性:液体是一种连续介质,这样就可以把液体的运动参数看作是时间和空间的连续函数,并有可能利用解析数学来描述它的运动规律。 ?不抗拉:由于液体分子与分子间的内聚力极小,几乎不能抵抗任何拉力而只能承受较大的压应力,不能抵抗剪切变形而只能对变形速度呈现阻力。 ?易流性:不管作用的剪力怎样微小,液体总会发生连续的变形,这就是液体的易流性,它使得液体本身不能保持一定的形状,只能呈现所处容器的形状。 ?均质性:液体的密度是均匀的,物理特性是相同的。

2.1 液压传动的工作介质?工作介质在液压系统中的作用?工作介质的种类 ?液压油的主要物理性质 ?液压系统对液压油的要求

1、工作介质在液压系统中的主要作用?①传递能量; ?②润滑; ?③将热量及污染物带走。

2、液压系统使用的工作介质种类 ?石油基液压油(最为常用,加入不同的添加剂,使之具有不同的物理特性,适用于不同的场合)?抗燃液压液(乳化液、高水基液、水-乙二醇液、磷酸酯液等) ?水(海水或淡水;优良的环保性、无可燃性,其他物理特性较差;用于特殊的场合)

液体静力学

流体力学基础 一、 液体静力学 液体静力学主要是讨论液体静止时的平衡规律以及这些规律的应用。所谓“液体静止” 指的是液体内部质点间没有相对运动,不呈现粘性而言,至于盛装液体的容器,不论它是静止的还是匀速、匀加速运动都没有关系。 1、液体静压力及其特性 当液体静止时,液体质点间没有相对运动,不存在摩擦力,所以静止液体的表面力只有 法向力。 液体内某点处单位面积△A 上所受到的法向力△F 之比,称为压力p (静压力),即 由于液体质点间的凝聚力很小,不能受拉,只能受压,所以液体的静压力具有两个重要 特性: 液体静压力的方向总是作用在内法线方向上; 静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。 2、液体静压力基本方程 1)基本方程式 有一垂直小液柱,如图所示。 平衡状态下,有 p △A =p 0 这里的FG 即为 F G =ρ 所以有 式中 g 上式即为液体静压 力的基本方程。 · 重力作用下的静止液体

由液体静压力基本方程可知: A、静止液体内任一点处的压力由两部分组成,一部分是液面上的压力p0,另一部分是 ρg与该点离液面深度h的乘积。当液面上只受大气压力p a作用时,点A处的静压力则为p=p a+ρgh。 B、同一容器中同一液体内的静压力随液体深度h的增加而线性地增加。 C、连通器内同一液体中深度h相同的各点压力都相等。由压力相等的组成的面称为等 压面。在重力作用下静止液体中的等压面是一个水平面。 2)静压力基本方程的物理意义 静止液体中单位质量液体的压力能和位能可以互相转换,但各点的总能量却保持不变,即能量守衡。 3)帕斯卡原理 根据静压力基本方程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压力p0发生变化时,只要液体仍保 持其原来的静止状态不变,液体中任一点的压力均将发生同样大小的变化。这就是说,在密闭容器 内,施加于静止液体上的压力将以等值同时传到各点。这就是静压传递原理或称帕斯卡原理。 即:压力的传递关系 3、压力的表示方法及单位 1)压力的表示法有两种:绝对压力和相对压力。 绝对压力是以绝对真空作为基准所表示的压力; 相对压力是以大气压力作为基准所表示的压力。 ▲由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力,故相对压力也称表压力。绝对 压力与相对压力的关系为 绝对压力=相对压力+大气压力 ▲如果液体中某点处的绝对压力小于大气压,这时在这个点上的绝对压力比大气压 小的部分数值称为真空度。即 真空度=大气压-绝对压力 2)压力的单位 我国法定压力单位为帕斯卡,简称帕,符号为Pa,1Pa = 1 N/m2。由于Pa太小,工程上常用其倍数单位兆帕(MPa)来表示: 1MPa = 106 Pa 压力单位及其它非法定计量单位的换算关系: 1at(工程大气压)=1kgf/cm2=9.8×104 Pa 1mH2O(米水柱)=9.8×103 Pa 1mmHg(毫米汞柱)=1.33×102 Pa 1bar(巴) = 105 Pa≈1.02kgf/cm2 4、液体静压力对固体壁面的作用力 曲面上液压作用力在某一方向上的分力等于静压力和曲面在该方向的垂直面内投影面积的乘积。

静力学基本知识

建筑力学常见问题解答 1 静力学基本知识 1.静力学研究的内容是什么? 答:静力学是研究物体在力系作用下处于平衡的规律。 2. 什么叫平衡力系? 答:在一般情况下,一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们把作用于一物体上的两个或两个以上的力,称为力系。能使物体保持平衡的力系,称为平衡力系。 3.解释下列名词:平衡、力系的平衡条件、力系的简化或力系的合成、等效力系。 答:平衡:在一般工程问题中,物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动,称为平衡。例如,房屋、水坝、桥梁相对于地球是保持静止的;在直线轨道上作匀速运动的火车,沿直线匀速起吊的建筑构件,它们相对于地球作匀速直线运动,这些物体本身保持着平衡。其共同特点,就是运动状态没有变化。 力系的平衡条件:讨论物体在力系作用下处于平衡时,力系所应该满足的条件,称为力系的平衡条件,这是静力学讨论的主要问题。 力系的简化或力系的合成:在讨论力系的平衡条件中,往往需要把作用在物体上的复杂的力系,用一个与原力系作用效果相同的简单的力系来代替,使得讨论平衡条件时比较方便,这种对力系作效果相同的代换,就称为力系的简化,或称为力系的合成。 等效力系:对物体作用效果相同的力系,称为等效力系。 4. 力的定义是什么?在建筑力学中,力的作用方式一般有两种情况? 答:力的定义: 力是物体之间的相互机械作用。这种作用的效果会使物体的运动状态发生变化(外效应),或者使物体发生变形(内效应)。 既然力是物体与物体之间的相互作用,因此,力不可能脱离物体而单独存在,有受力体时必定有施力体。 在建筑力学中,力的作用方式一般有两种情况,一种是两物体相互接触时,它们之间相互产生的拉力或压力;一种是物体与地球之间相互产生的吸引力,对物体来说,这吸引力就是重力。 5. 力的三要素是什么? 实践证明,力对物体的作用效果,取决于三个要素:(1)力的大小;(2)力的方向;(3)力的作用点。这三个要素通常称为力的三要素。 力的大小表明物体间相互作用的强烈程度。为了量度力的大小,我们必须规定力的单位,在国际单位制中,力的单位为N或kN。1 kN=1000 N 力的方向通常包含方位和指向两个涵义。如重力的方向是“铅垂向下”。 力的作用点指力对物体作用的位置。力的作用位置实际上有一定的范围,不过当作用范围与物体相比很小时,可近似地看作是一个点。作用于一点的力,称为集中力。

第二章液压油与液压流体力学基础

第2章 液压流体力学基础 液压传动以液体作为工作介质来传递能量和运动。因此,了解液体的主要物理性质,掌握液体平衡和运动的规律等主要力学特性,对于正确理解液压传动原理、液压元件的工作原理,以及合理设计、调整、使用和维护液压系统都是十分重要的。 2.1液体的物理性质 液体是液压传动的工作介质,同时它还起到润滑、冷却和防锈作用。液压系统能否可靠、有效地进行工作,在很大程度上取决于系统中所用的液压油液的物理性质。 2.1.1液体的密度 液体的密度定义为 dV dm V m V =??=→?0lim ρ (2.1) 式中 ρ——液体的密度(kg/m 3); ΔV ——液体中所任取的微小体积(m 3); Δm ——体积ΔV 中的液体质量(kg ); 在数学上的ΔV 趋近于0的极限,在物理上是指趋近于空间中的一个点,应理解为体积为无穷小的液体质点,该点的体积同所研究的液体体积相比完全可以忽略不计,但它实际上包含足够多的液体分子。因此,密度的物理含义是,质量在空间点上的密集程度。 对于均质液体,其密度是指其单位体积内所含的液体质量。 V m =ρ (2.2) 式中 m ——液体的质量(kg ); V ——液体的体积(m 3)。 液压传动常用液压油的密度数值见表2.1。 表2.1 液压传动液压油液的密度 液压油的密度随温度的升高而略有减小,随工作压力的升高而略有增加,通常对这种变化忽略不计。一般计算中,石油基液压油的密度可取为ρ=900kg/m 3。

2.1.2液体的可压缩性 液体受压力作用时,其体积减小的性质称为液体的可压缩性。液体可压缩性的大小可以用体积压缩系数k 来表示,其定义为:受压液体在发生单位压力变化时的体积相对变化量,即 V V p k ??-=1 (2.3) 式中 V ——压力变化前,液体的体积; Δp ——压力变化值; ΔV ——在Δp 作用下,液体体积的变化值。 由于压力增大时液体的体积减小,因此上式右边必须冠一负号,以使k 成为正值。 液体体积压缩系数的倒数,称为体积弹性模量K ,简称体积模量。 V K p V =-?? (2.4) 体积弹性模量K 的物理意义是液体产生单位体积相对变化量所需要的压力。 表2.2表示几种常用液压油液的体积弹性模量。由表中可知,石油基液压油体积模量的数值是钢(K =2.06×1011Pa )的1/(100~170),即它的可压缩性是钢的100~170倍。 表2.2 各种液压油液的体积模量(20℃,大气压) 液压油的体积弹性模量与温度、压力有关。当温度增大时,K 值减小,在液压油液正常的工作范围内,K 值会有5%~25%的变化;压力增大时,K 值增大,但这种变化不呈线性关系,当p ≥3MPa 时,K 值基本上不再增大。 在常温下,纯液压油的平均体积弹性模量的值在(1.4~2) ×103MPa 范围内,数值很大,因此在液压传动中,一般认为液压油是不可压缩的。 当液压油中混入未溶解的气体后,K 值将会有明显的降低。在一定压力下,油液中混入1%的气体时,其体积弹性模量降低为纯油的50%左右,如果混有10%的气体,则其体积弹性模量仅为纯油的10%左右。由于油液在使用过程中很难避免混入气体,因此研究液压元件和系统动态特性时,必须考虑液压油可压缩性的影响,一般取K =700MPa 。 当考虑液体的可压缩性时,封闭在容器内的液体在外 力作用时的特征极象一个弹簧:外力增大,体积减小;外 力减小,体积增大。这种弹簧的刚度K h ,在液体承压面积 A 不变时,如图2.1所示,可以通过压力变化Δp =ΔF/A 、 体积变化ΔV=A Δl (Δl 为液柱长度变化)和式(2.4)求 出,即 V K A l F K h 2=??-= (2.5) 图2.1 油液弹簧的刚度计算简图

水静力学

水力学教案 第二章水静力学 【教学基本要求】 1、正确理解静水压强的两个重要的特性和等压面的性质。 2、掌握静水压强基本公式和物理意义,会用基本公式进行静水压强计算。 3、掌握静水压强的单位和三种表示方法;绝对压强、相对压强和真空度;理解位置水头、压强水头和测管水头的物理意义和几何意义。 4、掌握静水压强的测量方法和计算。 5、会画静水压强分布图,并熟练应用图解法和解析法计算作用在平面上的静水总压力。 6、正确绘制压力体,掌握曲面上静水总压力的计算。 【学 习 重 点】 1、静水压强的两个特性及有关基本概念。 2、重力作用下静水压强基本公式的物理意义和应用。 3、压强量度与量测。 4、静水压强分布图和平面上的静水总压力的计算。 5、压力体的构成和绘制以及曲面上静水总压力的计算。 【内容提要和教学重点】 水静力学的任务是研究液体的平衡规律及其工程应用。 2.1 静水压强及其特性 静止液体作用在每单位受压面积上的压力称为静水压强,单位为 (N/ m2),也称为帕斯卡(P a)。某点的静水压强p可表示为: (2—1) 静水压强有两个重要特性:(1)静水压强的方向垂直并且指向受压面;(2)静止液体内任一点沿各方向上静水压强的大小都相等,或者

说每一点的静水压强仅是该点坐标的函数,与受压面的方向无关,可表示为p = p (x,y,z)。这两个特性是计算任意点静水压强、绘制静水压强分布图和计算平面与曲面上静水总压力的理论基础。 2.2 等压面 液体中由压强相等的各点所构成的面(可以是平面或曲面)称为等压面,静止液体的自由表面就是等压面。 对静止液体进行受力分析,导出液体平衡微分方程即欧拉平衡方程。根据等压面定义,可得到等压面方程式: X d x+Y d y+Z d z = 0 (2—2) 式中:X、Y、Z是作用在液体上的单位质量力在x、y、z坐标轴上的分量,并且 (2—3) 其中:U是力势函数。 等压面有两个特性:(1)等压面就是等势面;(2)等压面与质量力正交。 2.3重力作用下的静水压强基本公式 重力作用下的静水压强基本公式(水静力学基本公式)为 p = p0+γh(2—4) 式中:p0—液体自由表面上的压强,h—测压点在自由面以下的淹没深度,γ—液体的容重。 该式表明:静止液体内任一点的静水压强由两部分组成,一部分是液体表面压强p0,它将等值地传递到液体内每一点;另一部分是高度为h 的液柱产生的压强γh。该式还表明,静水压强p沿水深呈线性分布。对于连通器,水深相同的点组成的面是等压面;当自由表面是水平面时,等压面也是水平面。 2.4绝对压强、相对压强和真空度 由物理学可知,大气也有压强,它是地面以上高达二百多公里的大气层在单位面积上造成的压力,其值由托里拆利实验测定。一个标准大气压1p atm=101.293kN/m2=760mmHg柱=10.33m水柱。像这种以设想的

流体静力学基本方程式

第一节流体静力学基本方程式 流体静力学是研究流体在外力作用下达到平衡的规律。在工程实际中,流体的平衡规律 应用很广,如流体在设备或管道内压强的变化与测量、液体在贮罐内液位的测量、设备的液封等均以这一规律为依据。 1-1-1流体的密度 一、密度 单位体积流体所具有的质量,称为流体的密度,其表达式为: m(1-1) V 式中p -------------------流体的密度,kg/m3; m ---- 流体的质量,kg; V——流体的体积,m3。 不同的流体密度不同。对于一定的流体,密度是压力P和温度T的函数。液体的密度 随压力和温度变化很小,在研究流体的流动时,若压力和温度变化不大,可以认为液体的密度为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。 流体的密度一般可在物理化学手册或有关资料中查得,本教材附录中也列出某些常见气 体和液体的密度值,可供查用。 二、气体的密度 气体是可压缩的流体,其密度随压强和温度而变化。因此气体的密度必须标明其状态, 从手册中查得的气体密度往往是某一指定条件下的数值,这就涉及到如何将查得的密度换算 为操作条件下的密度。但是在压强和温度变化很小的情况下,也可以将气体当作不可压缩流体来处理。 对于一定质量的理想气体,其体积、压强和温度之间的变化关系为 pV p'V' T T' 将密度的定义式代入并整理得 '112 (1-2) 式中p——气体的密度压强,Pa; V ----- 气体的体积,m3; T——气体的绝对温度,K; 上标“’”表示手册中指定的条件。 一般当压强不太高,温度不太低时,可近似按下式来计算密度。 pM (1-3a) RT 或M T o p T°p 22.4 Tp00Tp o

流体力学与液压传动

流体力学与液压传动 1液体传动的工作原理是帕斯卡定律,即密封容积中的液体既可以传递力,也可以传递运动。 2 液压管路中的压力损失可以分为两种,一种是沿程压力损失,一种是局部压力损失。 3 液体的流态可分为层流和紊流,判别流态的准则是雷诺数。 4 在液压系统中,由于某些原因使液体压力急剧上升,形成很高的压力峰值,这种现象称为液压冲击。 +5 齿轮泵特性,结构简单,体积小,重量轻,工作可靠,成本低对液压油污染不太敏感,便于维修利用。 6 单作用叶片泵的工作原理:定子不动,叶片在转子内往复运动相邻两叶片形成密封O1 O2左半吸油,右半压油。 双作用叶片泵的工作原理:转子与定子同心,转子旋转时叶片靠在定子内,当r向R移动时吸油,当R-r时排出。 单作用叶片泵旋转一周完成吸,压油,双作用叶片泵旋转一周完成两次吸丶压油。 7 液压传动的密封方式:O型密封圈丶普通Y型密封圈丶西姆科密封圈丶新型同轴密封圈 8 直动溢流阀 9液体抑制阀类型:压力控制阀(溢流阀减压阀顺序阀平衡阀)流量控制阀(节流阀调速阀同步阀)方向控制阀(单向阀换向阀) 10调速回路类型:节流调速回路(进口节流式,出口节流式,劳路节流式)丶容积调速回路丶容积节流调速回路(变量与定量马达,定量泵与变量马达,变量泵与变量马达,变量泵-液压缸)丶速度换接回路 11粘性液体在外力作用下,分子间的相互运动产生一种内摩擦力大小用粘度来度量,温度高,粘度小,压力大,粘度大。 12减压阀原理:串联减压式压力负反馈 ①定值减压阀,出口压力恒定②定差减压阀,出口压力差大小恒定 13 14滤油器选用①有足够的过滤精度,滤芯中颗粒越小,精度越高②有足够的通油能力③滤芯便于清洗或更换④滤芯应有足够强度,不会因压力而损坏。 15液压泵和马达:都是靠密封的工作空间的容积变化进行工作。 液压泵将机械能→液压能为系统提供压力油以压力,流量形式传输到系统中,是系统动力源液压马达将液压能→机械能输出转矩转速 16 17我国采用的相对粘度是恩氏黏度,他是用恩氏粘度计测量的。 18 液压阀分类①按作用:方向控制阀,压力控制阀,流量控制阀 ②按控制方式:普通液压控制阀,伺服控制阀,比例控制阀 ③安装形式不同:管式,板式和拆装式 19帕斯卡原理:密闭容器中液体外切压力变化时,只要液体仍保持原来静止状态不变,液体中任一点的压力均发生同样大小变化,施加于静止液体上的压力将大小不变的传递到液体中个点 20 压力阀的反馈原理(压力负反馈)构造一个压力比较器,比较器是一个减法器,将代表期望压力大小的指令信号与代表实际压力大小的压力测量信号相减后,使其差值转化为阀口液阻的控制室,并通过阀口的调节使差值减小,这就是压力负反馈过程。 21 流量阀反馈原理(流量反馈)构造一个流量比较器和流量测量转换器,流量测量传感器的作用是将不便于直接比较的流量信号转化为便于比较的物理信号(力信号) 测量方法:压差法和位移法 22 连续方程(质量守恒定律)A1V1=A2V2

静力学的基础知识第一章答案

思考题 1、力、力系、刚体、平衡的定义是什么? 力是物体间相互的机械作用。 力系是指作用于物体上的一群力,它们组成一个力的系统。 刚体就是在任何外力作用下,大小和形状始终保持不变的物体。 平衡是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。 2、静力学研究的对象是什么? 静力学的研究对象是刚体。 3、静力学公理的主要内容是什么?它们的推论有哪些? ⑴二力平衡公理:作用在刚体上的两个力,大小相等,方 向相反,且作用在同一直线上,是刚体保持平衡的必要和充分条件。 ⑵加减平衡力系公理:在已知力系上加上或者减去任意一 个平衡力系,不会改变原力系对刚体的作用效应。 推论一力的可传性原理:作用在刚体上某点的力,可以 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

GAGGAGAGGAFFFFAFAF 沿其作用线移向刚体内任一点,不会改变它对刚体的作用效应。 ⑶力的平行四边形法则:作用于刚体上同一点的两个力1 F 和2F 的合力R 也作用于同一点,其大小和方向由这两个力为边所构成的平行四边形的对角线来表示。

推论二三力平衡汇交定理:当刚体受同一平面内互不平行的三个力作用而平衡时,此三力的作用线必汇交于一点。 ⑷作用力与反作用力公理:两个物体之间的相互作用力一定大小相等、方向相反,沿同一作用线。 4、作用力与反作用力是一对平衡力吗? 不是。作用力与反作用力是作用在两个物体上的,而一对平衡力则是作用在同一物体上的。 5、如图1-19所示,三铰拱架上的作用力F可否依据力的可传性原理把它移到D点?为什么? 图1-19 思考题5 不可以。作用在刚体上某点的力可以沿作用线移动到同一刚体上,不能移到其它物体上。 6、二力平衡条件、加减平衡力系原理能否用于变形体?为什么? GAGGAGAGGAFFFFAFAF

1静力学基本知识常见问题与典型练习

1 静力学基本知识 常见问题: 1.静力学研究的内容是什么? 答:静力学是研究物体在力系作用下处于平衡的规律。 2. 什么叫平衡力系? 答:在一般情况下,一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们把作用于一物体上的两个或两个以上的力,称为力系。能使物体保持平衡的力系,称为平衡力系。 3.解释下列名词:平衡、力系的平衡条件、力系的简化或力系的合成、等效力系。 答:平衡:在一般工程问题中,物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动,称为平衡。例如,房屋、水坝、桥梁相对于地球是保持静止的;在直线轨道上作匀速运动的火车,沿直线匀速起吊的建筑构件,它们相对于地球作匀速直线运动,这些物体本身保持着平衡。其共同特点,就是运动状态没有变化。 力系的平衡条件:讨论物体在力系作用下处于平衡时,力系所应该满足的条件,称为力系的平衡条件,这是静力学讨论的主要问题。 力系的简化或力系的合成:在讨论力系的平衡条件中,往往需要把作用在物体上的复杂的力系,用一个与原力系作用效果相同的简单的力系来代替,使得讨论平衡条件时比较方便,这种对力系作效果相同的代换,就称为力系的简化,或称为力系的合成。 等效力系:对物体作用效果相同的力系,称为等效力系。 4. 力的定义是什么?在建筑力学中,力的作用方式一般有两种情况? 答:力的定义:

力是物体之间的相互机械作用。这种作用的效果会使物体的运动状态发生变化(外效应),或者使物体发生变形(内效应)。 既然力是物体与物体之间的相互作用,因此,力不可能脱离物体而单独存在,有受力体时必定有施力体。 在建筑力学中,力的作用方式一般有两种情况,一种是两物体相互接触时,它们之间相互产生的拉力或压力;一种是物体与地球之间相互产生的吸引力,对物体来说,这吸引力就是重力。 5. 力的三要素是什么? 实践证明,力对物体的作用效果,取决于三个要素:(1)力的大小;(2)力的方向;(3)力的作用点。这三个要素通常称为力的三要素。 力的大小表明物体间相互作用的强烈程度。为了量度力的大小,我们必须规定力的单位,在国际单位制中,力的单位为N或kN。1 kN=1000 N 力的方向通常包含方位和指向两个涵义。如重力的方向是“铅垂向下”。 力的作用点指力对物体作用的位置。力的作用位置实际上有一定的范围,不过当作用范围与物体相比很小时,可近似地看作是一个点。作用于一点的力,称为集中力。 6.作用力和反作用力之间有什么关系? 答:若甲物体对乙物体有一个作用力,则同时乙物体对甲物体必有一个反作用力,这两个力大小相等、方向相反、并且沿着同一直线而相互作用。 作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的力,任何作用在同一个物体上的两个力都不是作用力与反作用力。 7. 力的表示法如何? 答:力是一个有大小和方向的量,所以力是矢量。 通常可以用一段带箭头的线段来表示力的三要素。线段的长度(按选定的比

流体力学与液压传动A卷及答案

《流体力学与液压传动》考试试题 (A卷) 站点:姓名:专业:层次: 一、简明回答下列问题(27分,每小题3分) ⒈何谓液压传动? ⒉简述液压油粘性的概念及其物理意义。 ⒊液体的流动状态有层流和紊流,不同流动状态的物理本质是什么? ⒋简述伯努利方程的物理意义。 ⒌何谓背压?有哪些阀能形成恒定的背压? ⒍何谓三位换向阀的中位机能?试画出H、Y机能。 ⒎什么是溢流阀的启闭特性?启闭特性表征溢流阀的什么性能? ⒏液压系统中存在哪些能量损失的形式?应采取哪些措施来减小它们? ⒐何谓调速回路的速度—负载特性?速度刚度? 二、如图1,已知液压泵的流量q=32L/min, 吸油管内径d=20mm,泵的安装高度h=500mm, 油液密度ρ=0.9g/cm3,管中油液的流态为层 流,不计压力损失, 试求: ⒈管路中的流速?(2分) ⒉泵吸油口处的真空度?(5分) (3分) ⒊分析说明影响泵的安装高度的因素。 三、如图2容积调速系统,泵的最大排量 V p=160mL/r,转速np=1000r/min,机械效 率ηmp=0.9,总效率ηp=0.85;液压马达 的理论排量V m=140mL/r,机械效率η mp=0.9,总效率ηp=0.8,系统压力 p=8.5MPa,不计压力损失。求: ⒈液压马达的输出转速n(r/min);(3分) ⒉液压马达的输出转矩T(Nm);(3分) ⒊液压马达的输出功率P(KW);(3分) 四、图3所示是减压阀的工作原理图。 ⒈写出主阀芯的受力平衡方程;(2分) ⒉说明减压阀工作原理;(5分) ⒊减压阀用在夹紧油路上时,夹紧缸夹紧 工件后,减压阀出油口无油液流出,此时, 减压阀在工作吗,为什么?(2分) 五、已知某YBP限压式变量叶片泵的流量— 压力特性曲线如图示。调整该流量—压力特

流体静力学基本方程式

第一节 流体静力学基本方程式 流体静力学是研究流体在外力作用下达到平衡的规律。在工程实际中,流体的平衡规律应用很广,如流体在设备或管道内压强的变化与测量、液体在贮罐内液位的测量、设备的液封等均以这一规律为依据。 1-1-1流体的密度 一、密度 单位体积流体所具有的质量,称为流体的密度,其表达式为: V m =ρ (1-1) 式中 ρ——流体的密度,kg/m 3; m ——流体的质量,kg ; V ——流体的体积,m 3。 不同的流体密度不同。对于一定的流体,密度是压力P 和温度T 的函数。液体的密度随压力和温度变化很小,在研究流体的流动时,若压力和温度变化不大,可以认为液体的密度为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。 流体的密度一般可在物理化学手册或有关资料中查得,本教材附录中也列出某些常见气体和液体的密度值,可供查用。 二、气体的密度 气体是可压缩的流体,其密度随压强和温度而变化。因此气体的密度必须标明其状态,从手册中查得的气体密度往往是某一指定条件下的数值,这就涉及到如何将查得的密度换算为操作条件下的密度。但是在压强和温度变化很小的情况下,也可以将气体当作不可压缩流体来处理。 对于一定质量的理想气体,其体积、压强和温度之间的变化关系为 ' ''T V p T pV = 将密度的定义式代入并整理得 ' ''Tp p T ρρ= (1-2) 式中 p ——气体的密度压强,Pa ; V ——气体的体积,m 3; T ——气体的绝对温度,K ; 上标“'”表示手册中指定的条件。 一般当压强不太高,温度不太低时,可近似按下式来计算密度。 RT pM =ρ (1-3a ) 或 0 00004.22Tp p T Tp p T M ρρ== (1-3b )

液压传动——液压流体力学基础

第2章液压流体力学基础 本章介绍有关液压传动的流体力学基础知识,包括液体静力学方程、连续性方程、伯努利方程、动量方程的应用,压力损失、小孔流量的计算以及压力冲击现象等。 2.1 液体静力学 液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的,因此要研究液体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用。所谓相对平衡是指液体内部各质点间没有相对运动,至于液体本身完全可以和容器一起如同刚体一样做各种运动。因此,液体在相对平衡状态下不呈现粘性,不存在切应力,只有法向的压应力,即静压力。本节主要讨论液体的平衡规律和压强分布规律以及液体对物体壁面的作用力。 2.1.1 液体静压力及其特性 作用在液体上的力有两种类型:一种是质量力,另一种是表面力。 质量力作用在液体所有质点上,它的大小与质量成正比,属于这种力的有重力、惯性力等。单位质量液体受到的质量力称为单位质量力,在数值上等于重力加速度。 表面力作用于所研究液体的表面上,如法向力、切向力。表面力可以是其他物体(例如活塞、大气层)作用在液体上的力;也可以是一部分液体间作用在另一部分液体上的力。对于液体整体来说,其他物体作用在液体上的力属于外力,而液体间作用力属于内力。由于理想液体质点间的内聚力很小,液体不能抵抗拉力或切向力,即使是微小的拉力或切向力都会使液体发生流动。因为静止液体不存在质点间的相对运动,也就不存在拉力或切向力,所以静止液体只能承受压力。 所谓静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力,用p表示。 液体内某质点处的法向力ΔF对其微小面积ΔA的极限称为压力p,即: p=limΔF/ΔA (2-1) ΔA→0 若法向力均匀地作用在面积A上,则压力表示为: p=F/A (2-2) 式中:A为液体有效作用面积;F为液体有效作用面积A上所受的法向力。 静压力具有下述两个重要特征: (1)液体静压力垂直于作用面,其方向与该面的内法线方向一致。 (2)静止液体中,任何一点所受到的各方向的静压力都相等。 2.1.2 液体静力学方程 图2-1静压力的分布规律 静止液体内部受力情况可用图2-1来说明。设容器中装满液体,在任意一点A处取一微小面积dA,该点距液面深度为h,距坐标原点高度为Z,容器液平面距坐标原点为Z0。为了求得任意一点A的压力,可取dA·h这个液柱为分离体〔见图(b)〕。根据静压力的特性,作用于这个液柱上的力在各方向都呈平衡,现求各作用力在Z方向的平衡方程。微小液柱顶面上的作用力为p0dA(方向向下),液柱本身的重力G=γhdA(方向向下),液柱底面对液柱的

流体力学与液压传动A卷及答案

武汉理工大学《流体力学与液压传动》考试试题 (A卷) 站点:姓名:专业:层次: 一、简明回答下列问题(27分,每小题3分) ⒈何谓液压传动? ⒉简述液压油粘性的概念及其物理意义。 ⒊液体的流动状态有层流和紊流,不同流动状态的物理本质是什么? ⒋简述伯努利方程的物理意义。 ⒌何谓背压?有哪些阀能形成恒定的背压? ⒍何谓三位换向阀的中位机能?试画出H、Y机能。 ⒎什么是溢流阀的启闭特性?启闭特性表征溢流阀的什么性能? ⒏液压系统中存在哪些能量损失的形式?应采取哪些措施来减小它们? ⒐何谓调速回路的速度—负载特性?速度刚度? 二、如图1,已知液压泵的流量q=32L/min, 吸油管内径d=20mm,泵的安装高度h=500mm, 油液密度ρ=0.9g/cm3,管中油液的流态为层 流,不计压力损失, 试求: ⒈管路中的流速?(2分) ⒉泵吸油口处的真空度?(5分) (3分) ⒊分析说明影响泵的安装高度的因素。 三、如图2容积调速系统,泵的最大排量 V p=160mL/r,转速np=1000r/min,机械效 率ηmp=0.9,总效率ηp=0.85;液压马达 的理论排量V m=140mL/r,机械效率η mp=0.9,总效率ηp=0.8,系统压力 p=8.5MPa,不计压力损失。求: ⒈液压马达的输出转速n(r/min);(3分) ⒉液压马达的输出转矩T(Nm);(3分) ⒊液压马达的输出功率P(KW);(3分) 四、图3所示是减压阀的工作原理图。 ⒈写出主阀芯的受力平衡方程;(2分) ⒉说明减压阀工作原理;(5分) ⒊减压阀用在夹紧油路上时,夹紧缸夹紧 工件后,减压阀出油口无油液流出,此时, 减压阀在工作吗,为什么?(2分) 五、已知某YBP限压式变量叶片泵的流量— 压力特性曲线如图示。调整该流量—压力特

静力学基础

教案 学年第二学期 教案名称:汽车机械基础 授课教师: 授课班级: 第 2 周(第 1、2 讲)

教学内容及步骤: 【教学过程】:自我介绍.进入新课 第一章:静力学基础: 一、力的概念 力的概念是人们在长期生活和生产实践中逐步形成的。例如:人用手推小车,小车就从静止开始运动;落锤锻压工件时,工件就会产生变形。 力是物体与物体之间相互的机械作用。 使物体的机械运动发生变化,称为力的外效应; 使物体产生变形,称为力的内效应。 力对物体的作用效应取决于力的三要素,即力的大小、方向和作用点。 力是矢量,常用一个带箭头的线段来表示,在国际单位制中,力的单位牛顿(N)或千牛顿(KN)。 二、静力学公理 公理1力的平行四边形法则

作用在物体上同一点的两个力,可以合成一个合力。合力的作用点仍在该点,合力的大小和方向由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线确定。其矢量表达式为 FR =F1+F2 根据公理1求合力时,通常只须画出半个平行四边形就可以了。如图1-2b、c所示,这样力的平行四边形法则就演变为力的三角形法则。 公理2二力平衡公理 刚体仅受两个力作用而平衡的充分必要条件是:两个力大小相等,方向相反,并作用在同一直线上,如图1-3所示。即 F1=-F2 它对刚体而言是必要与充分的,但对于变形体而 言却只是必要而不充分。如图1-4所示,当绳受两个 等值、反向、共线的拉力时可以平衡,但当受两个等 值、反向、共线的压力时就不能平衡了。

二力构件:仅受两个力作用而处于平衡的构件。二力构件受力的特点是:两个力的作用线必沿其作用点的连线。如图1-5a中的三铰钢架中的BC构件,若不计自重,就是二力构件。 公理3加减平衡力系公理 在作用于刚体上的已知力系上,加上或减去任一平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效果。 加减平衡力系公理主要用来简化力系。但必须注意,此公理只适应于刚体而不适应于变形体。 推论1力的可传性原理 作用于刚体上的力,可以沿其作用线移至刚体内任意一点,而不改变该力对物体的作用效果。力对刚体的效应与力的作用点在其作用线上的位置无关。因此,作用于刚体上的力的三要素是:力的大小、方向、作用线。 推论2三力平衡汇交定理

流体力学课后习题问题详解

【2012年】《液压与气压传动》姜继海宋锦春高常识-第1-7章课后答案【最新经典版】 1.1 液体传动有哪两种形式?它们的主要区别是什么? 答:用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作 原理的不同,液体传动又可分为液压传动和液力传动,其中液压传动是利用在密封容器 液体的压力能来传递动力的;而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。1.2 液压传动系统由哪几部分组成?各组成部分的作用是什么? 答:(1)动力装置:动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置,它是 液压系统的动力源。 (2)控制调节装置:其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量,以 保证执行元件和工作机构的工作要求。 (3)执行装置:是将液压能转换为机械能的装置,其作用是在工作介质的推动下输出 力和速度(或转矩和转速),输出一定的功率以驱动工作机构做功。 (4)辅助装置:除以上装置外的其它元器件都被称为辅助装置,如油箱、过滤器、蓄 能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。它们是一些对完成主运动起辅助作 用的元件,在系统中是必不可少的,对保证系统正常工作有着重要的作用。(5)工作介质:工作介质指传动液体,在液压系统常使用液压油液作为工作介质。 1.3 液压传动的主要优缺点是什么? 答:优点:(1)与电动机相比,在同等体积下,液压装置能产生出更大的动力,也就 是说,在同等功率下,液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑,即:它具有大的功率密度 或力密度,力密度在这里指工作压力。 (2)液压传动容易做到对速度的无级调节,而且调速围大,并且对速度的调节还可 以在工作过程中进行。 (3)液压传动工作平稳,换向冲击小,便于实现频繁换向。 (4)液压传动易于实现过载保护,能实现自润滑,使用寿命长。 (5)液压传动易于实现自动化,可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调 节和控制,并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来,实现复杂的运动和 操作。 (6)液压元件易于实现系列化、标准化和通用化,便于设计、制造和推广使用。

第1章 静力学基础

eBook 工程力学 (静力学与材料力学) 习题详细解答 (教师用书) (第1章) 2006-12-18

(a) (b) 习题1-1图 第1章 静力学基础 1一1 图a 和b 所示分别为正交坐标系11y Ox 与斜交坐标系22y Ox 。试将同一个力F 分别在两中坐标系中分解和投影,比较两种情形下所得的分力与投影。 解:图(a ):11 sin cos j i F ααF F += 分力:11 cos i F αF x = , 11 sin j F αF y = 投影:αcos 1F F x = , αsin 1F F y = 讨论:?= 90°时,投影与分力的模相等;分力是矢量,投影是代数量。 图(b ): 分力:22)tan sin cos (i F ?ααF F x -= , 22sin sin j F ? α F y = 投影:αcos 2F F x = , )cos(2α?-=F F y 讨论:?≠90°时,投影与分量的模不等。 1一2 试画出图a 和b 两种情形下各构件的受力图,并加以比较。 比较:解a 图与解b 图,两种情形下受力不同,二者的F R D 值大小也不同。 Ax F F F A C B D Ay F 习题1-2b 解图 C D C F D R 习题1-2a 解2图 Ay F F B C A Ax F 'F C 习题1-2a 解1图 (a) (b) 习题1-2图

1一3 试画出图示各构件的受力图。 习题1-3图 F Ax F Ay F D C B A B F 习题1-3a 解2图 F B A F D C A 习题1-3a 解1图 B F Ax F A Ay F C 习题1-3b 解1图 W F B D C F F 习题1-3c 解图 F F C B B F A 习题1-3b 解2图 α D A F A C B F 习题1-3d 解1图 C F C A F 习题1-3e 解1图 Ax F A Ay F D F D C α F B F C D B 习题1-3e 解2图 c 'F F D F A

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