《约束和约束力》PPT课件.ppt

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1、约束和约束力自由体：位移不受限制的物体。如飞行中的飞机等。非自由体：位移受到限制的物体。如重物由钢索吊住等。约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束力：约束对非自由体的作用力。工程中常见的约束1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）光滑接触面约束光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用FN表示．2、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束柔索只能受拉力，又称张力.用FT表示．柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体．胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力．3、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、

2、固定铰链支座等）（1）径向轴承（向心轴承）约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束．约束力：当不计摩擦时，轴与孔在接触处为光滑接触约束——法向约束力．约束力作用在接触处，沿径向指向轴心．当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变．可用二个通过轴心的正交分力Fx,Fy表示．（2）光滑圆柱铰链约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀．光滑圆柱铰链约束约束力：光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一样，可用两个正交分力表示．其中有作用反作用关系Fcx=-Fcx,Fcy=-Fcy一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取

3、出．（3）固定铰链支座约束特点：由上面构件1或2之一与地面或机架固定而成．约束力：与圆柱铰链相同以上三种约束（径向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑圆柱铰链．4、其它类型约束（1）滚动支座约束特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成．约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力．(2)球铰链约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动.约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题．约束力通过接触点,并指向球心,是一个不能预先确定的空间力.可用三个正交分力表示．（

4、3）止推轴承约束特点：止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制．约束力：比径向轴承多一个轴向的约束力，亦有三个正交分力总结（1）光滑面约束——法向约束力FN（2）柔索约束——张力FT（3）光滑铰链——FAyFAx（4）滚动支座——FN⊥光滑面球铰链——空间三正交分力止推轴承——空间三正交分力物体的受力分析和受力图受力分析：确定物体受到几个力作用，每个力的作用位置和作用方向，这个分析过程称为物体的受力分析。受力图：表示物体受力的简明图形。在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力）已知力未知力画受力图步骤：1、取所要研究物体为研究对象（分离体），画出其简图2、画出所

5、有主动力3、按约束性质画出所有约束（被动）力例1碾子重为P，拉力为F，A、B处光滑接触，画出碾子的受力图．解：画出简图画出主动力画出约束力例2屋架受均布风力q（N/m），屋架重为P，画出屋架的受力图．解：取屋架画出简图画出主动力画出约束力例3水平均质梁AB重为p，电动机重为p，不计杆CD的自重，画出杆CD和梁AB的受力图。解：取杆CD，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b)例3取梁AB，其受力图如图(c)CD杆的受力图能否画为图（d）所示？若这样画，梁AB的受力图又如何改动?例4不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱AB,CB的受力图与系统整体受力图．解：右拱

6、CB为二力构件，其受力图如图（b）所示例4取左拱AC,其受力图如图（c）所示系统整体受力图如图（d）所示例4考虑到左拱AC三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱AC的受力图，如图（e）所示此时整体受力图如图（f）所示例4讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？如图（g）（h）（i）例5不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力图．解：绳子受力图如图（b）所示例5梯子左边部分受力图如图（c）所示梯子右边部分受力图如图（d）所示例5整体受力图如图（e）所示提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在

7、整体受力图没有画出？思考分析如下受力图是否有误，如何改正？