约束、约束力、力系、受力图课件.ppt

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1、§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用一、约束与约束力自由体——位移不受限制的物体。非自由体（受约束物体）——位移受到限制的物体。§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用约束约束力——约束对被约束体的作用力。——由周围物体所构成、限制非自由体位移。——约束力的方向必定与约束限制物体运动的方向相反。确定约束力方向的基本原则：GGFNFTA§2–3约束、约束力、力系和受力图的应用二、工程中常见的约束1.柔性约束：由柔软无重的绳索、胶带或链条等构成的约束。柔绳构成的约束：约束力：沿着柔索中心线背离被约束物体的拉力，常用FT表示。§2-3约束、约束力

2、、力系和受力图的应用胶带构成的约束：§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用带传动实例：链条构成的约束：§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用FT1FT2§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用链传动实例：§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用两物体互相接触，接触表面为光滑刚性面。光滑接触面（平面或曲面）构成的约束。2.光滑面约束：§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用光滑面约束实例：§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用公切线公法线光滑面的约束力：通过接触点，沿着公法线，指向物体。（表示）光滑点接触：§2-3约束、约束力、力系和受力图

3、的应用车轮与钢轨凸轮与顶杆两轮齿啮合§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用滑道、导轨：约束力垂直于滑道、导轨，指向待定。§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用构件只能绕销轴回转中心相对转对，不能发生相对移动。两个或两个以上物体做出相同直径的孔并用一个圆柱形销钉连接起来，即构成圆柱铰链（又称为中间铰链,铰链约束）。3.铰链约束(1)光滑圆柱铰链(中间铰链)约束圆柱销与销孔铰链约束实例§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用铰链铰链铰链约束实例§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用光滑圆柱铰链的约束力垂

4、直于销钉轴线的平面内，通过铰链的中心，方向未知，常用过铰链中心的两个正交分力表示。一般不必分析销钉的受力。§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用（2）固定铰链约束：两构件之一与地面（或支架）固定。FxFy约束力过铰的中心，方向未知,常用两正交分力表示。§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用简图固定铰链约束力:通过铰链中心，方向未知,常用两个正交分力表示。§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用固定铰链支座约束实例：固定铰支座圆柱铰链§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用(3).活动铰链约束两构件与地

5、面（或支架）的连接是活动的。§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用活动铰链约束力：过铰链中心，垂直于支承面，指向未知。简图§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用4.固定端约束固定端约束既限制物体的移动，又限制物体的转动。固定端约束力：固定端支座的约束力有水平、竖向两个正交分力和一个限制物体转动的约束力偶。§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用固定端约束实例：§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用工程上常见约束的约束力特征：柔索约束——拉力（张力）FT。（背离被约束物体）光滑面约束—法向压力（正压力）FN（指向被约束物体）光滑圆柱铰链/固

6、定铰链约束/——过铰中心，方向未知，常用两个正交分力Fx、Fy表示。活动铰链约束——约束力垂直于支承面，指向未知。固定端约束——两个正交分力Fx、Fy和一个约束力偶M。§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用力系平面力系：所有作用线都在同一平面内。平面汇交力系：在平面力系中，各力作用线汇交于一点。平行力系：各力相互平行。平面任意力系：既不汇交也不平行的力系。（旧书P27图）§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用三、受力图物体的受力分析确定物体受了几个力，每个力的作用位置和力的作用方向。受力图：将研究对象从周围物体（约束）中分离出来，画出作用在

7、研究对象上全部外力（主动力和约束力）的简图。§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用取分离体：设想把研究对象从周围的约束中分离出来，单独画其简图。画出主动力画：促使物体运动的力，其大小和方向常常已知，如重力、水压力等，即物体本身就出现的力。画出约束反力：大小和方向一般不知。画受力图的步骤：§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用例2-4碾子重为G，拉力为F，A、Ｂ处光滑接触，画出碾子的受力图。解(1)取碾子为研究对象，画出其分离体图。（2）分析并画出主动力,重力G和拉力F。（3）分析并画出约束力FNA和FNB。§2-3约束、约束力、力系和受力图

8、的应用例2-5屋架受均布风力q（N/m），屋架重为G，画出屋架的受力图。解（1）取屋架为研究对象，并画出分离体图。（2）画出主动力。（3）画出约束力。