《约束力与受力图》PPT课件.ppt

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1、静力学约束力：约束作用于该物体上的限制其运动的力,称为约束力。主动力:作用于被约束物体上的约束力以外的力统称为主动力.§1-5约束和约束力一、概念自由体：位移不受限制的物体叫自由体。非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。约束：非自由体的运动受到周围其它物体的限制条件。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）1静力学①大小常常是未知的；②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点。约束力特点：GGN1N22静力学绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿绳索背离物体。用符号F或T表示.二、约束类型和确定约束力方向的方法：1、柔性约束

2、(由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束)PPTS1S'1S'2S23静力学约束力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体，为压力。这类约束力也称法向约束力。常用FN2、光滑接触面的约束(光滑指不计摩擦)PNNPNANB不能限制物体沿接触面切线方向的运动(相对转动)，而只能限制物体沿着接触面的公法线指向约束物体方向的运动。4静力学3、圆柱形铰链约束①中间铰约束A结构简图约束反力5静力学AAXAYAA其约束力作用在垂直于销钉轴线平面内，通过销钉中心，方向不定。为计算方便，铰链约束的约束力常用过铰链中心两个大小未知的正交分力XA，YA来表示。两个分力的指向可以假设。6中间铰约束的特

3、点由于销钉与物体的圆孔表面都是光滑的,两者之间总是有缝隙,产生局部接触,本质上属于光滑接触面约束;那么销钉对物体的约束力应通过物体圆孔中心.但由于接触点不确定,故中间铰链对物体的约束力特点是:作用线通过销钉中心,垂直于销钉轴线,方向不定。7静力学②固定铰链支座约束：将结构物或构件用销钉与地面或机座连接就构成了固定铰支座。固定铰支座的约束特点与中间铰约束相同。8静力学③活动铰支座（辊轴支座）：在固定铰支座和支承面间装有辊轴，就构成了辊轴支座，又称活动铰支座。这种约束只能限制物体沿支承面法线方向运动，而不能限制物体沿支承面移动和相对于销钉轴线转动。所以其约束力垂直于支承面，通过销

4、钉中心指向不定。N的实际方向也可以向下，但一般都向上9静力学活动铰支座（辊轴支座）结构实例结构简图10静力学滑槽与销钉（双面约束）④链杆约束（二力杆约束）两端以铰链与其它物体连接，中间不受力且不计自重的刚性直杆称链杆，这种约束反力只能限制物体沿链杆轴线方向运动，因此链杆的约束力必沿杆两端铰链中心连线，指向不定，指向或为拉力或为压力。链杆属于二力杆的一种特殊情形。结构实例（辅助支承）结构简图1112⑤固定端约束将构件的一端插入一固定物体（如墙）中，就构成了固定端约束。在连接处具有较大的刚性，被约束的物体在该处被完全固定，即不允许相对移动也不可转动。固定端的约束力，一般用两个正交

5、分力和一个约束力偶来代替，方向不定。性质特点：限制了平面内可能的运动（移动和转动）。能限制物体沿任何方向的移动，也能限制物体在约束处的转动。13AAXAmAYA固定端支座14静力学一、受力分析解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。作用在物体上的力有：一类是:主动力,如重力,风力,气体压力等。二类是：被动力，即约束力。§1-6物体的受力分析和受力图15物体受力分析包含两个步骤：取分离体，画受力图。1．取脱离体：是把所要研究的物体解除约束，即解除研究对象与其它部分的

6、联系；2．画受力图：在脱离体上画所有主动力；用相应的约束力代替解除的约束，画出其简图受力图。受力图是画出分离体上所受的全部力，即主动力与约束力的作用点、作用线及其作用方向。主动力是荷载产生的力，实际作用的力；约束力是解除联系的作用力。16静力学画物体受力图主要步骤为：①选研究对象；②取分离体；③画上主动力；④画出约束力力。二、受力图[例1]17静力学[例2]画出下列各构件的受力图QAOBCDE18静力学QAOBCDE19静力学QAOBCDE20静力学[例3]画出下列各构件的受力图说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。21静力学[例4]尖点问题应去

7、掉约束应去掉约束22静力学[例5]画出下列各构件的受力图23静力学三、画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。2、不要多画力要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。1、不要漏画力24静力学约束力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，