2.2約束、約束反力

1、2.2約束、約束反力和受力圖約束、約束反力和受力圖1 1、熟悉工程上常見(jiàn)的幾種約束類型及、熟悉工程上常見(jiàn)的幾種約束類型及其約束反力的確定其約束反力的確定2 2、掌握約束反力的畫(huà)法、掌握約束反力的畫(huà)法o 球會(huì)掉下來(lái)么，為什么？ o 火車怎么行走？ o 門為什么只能轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能上下左右移動(dòng)？ 繩子拉力鐵軌，軌道受到了門軸的約束，只能從一面打開(kāi)約束的定義約束的定義q 自由體自由體凡是能在空間作做任意運(yùn)動(dòng)的物體凡是能在空間作做任意運(yùn)動(dòng)的物體稱為自由體。稱為自由體。 例：空中飛機(jī)、小鳥(niǎo)等。例：空中飛機(jī)、小鳥(niǎo)等。q 非自由體非自由體如果物體受到其它物體對(duì)它的限如果物體受到其它物體對(duì)它的限制，在某些方向不能

2、自由運(yùn)動(dòng)則稱為非自由體。制，在某些方向不能自由運(yùn)動(dòng)則稱為非自由體。一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)受到周圍物體的限制，那這些周圍物體就是約束。由約束產(chǎn)生的，限制物體運(yùn)動(dòng)由約束產(chǎn)生的，限制物體運(yùn)動(dòng)的力。的力。n 例如例如: :n 汽車輪軸、地面是車輪的約束，軸對(duì)輪汽車輪軸、地面是車輪的約束，軸對(duì)輪施加施加約束反力約束反力, ,軸承對(duì)軸施加約束反力。軸承對(duì)軸施加約束反力。n 地面對(duì)車輪的支承力為約束反力。地面對(duì)車輪的支承力為約束反力。約束反力約束反力n 約束反力約束反力由約束產(chǎn)生的，由約束產(chǎn)生的，限制物體運(yùn)動(dòng)的力。限制物體運(yùn)動(dòng)的力。特點(diǎn)：特點(diǎn)：約束反力的特點(diǎn)約束反力的特點(diǎn)G約束反力n 1.1.大?。焊鶕?jù)情況計(jì)算，不

3、固定；大小：根據(jù)情況計(jì)算，不固定；n 2.2.方向：與被約束物體趨勢(shì)運(yùn)動(dòng)方向相反；方向：與被約束物體趨勢(shì)運(yùn)動(dòng)方向相反；n 3.3.作用點(diǎn)：在物體與約束相接觸的地方。作用點(diǎn)：在物體與約束相接觸的地方。n常見(jiàn)約束的分類：常見(jiàn)約束的分類：柔性約束柔性約束光滑面約束光滑面約束固定端約束固定端約束圓柱鉸鏈約束圓柱鉸鏈約束固定鉸鏈支座固定鉸鏈支座活動(dòng)鉸鏈支座活動(dòng)鉸鏈支座o柔性約束柔性約束：繩子、鋼絲繩、皮帶、 鏈條等構(gòu)成的約束。o柔性約束反力特點(diǎn)：柔性約束反力特點(diǎn)：1.只有拉力，沒(méi)有壓力；2.力的箭頭背離受力體；3.作用線沿繩索通過(guò)接觸點(diǎn)。o表示方法表示方法 用T T或F FT T表示FT上海長(zhǎng)江大橋o光

4、滑面約束光滑面約束：指兩個(gè)接觸物體，在接觸面上的摩擦忽略不計(jì)的約束。o光滑面光滑面反力特點(diǎn)：反力特點(diǎn)：1.只有壓力，沒(méi)有拉力；2.力的箭頭指向受力體；3.作用線沿公法線方向。o表示方法表示方法 用F FN N表示FNBFNAo光滑面約束反力的方向光滑面約束反力的方向: :1.1.光滑面為平面光滑面為平面接觸平面的接觸平面的垂線方向垂線方向2.2.光滑面為圓曲面光滑面為圓曲面接觸圓面的接觸圓面的半徑方向半徑方向3.3.光滑面為尖點(diǎn)光滑面為尖點(diǎn)反過(guò)來(lái)看受力體的形狀反過(guò)來(lái)看受力體的形狀受力體為直線邊緣受力體為直線邊緣 受力體為圓曲邊緣受力體為圓曲邊緣 垂直方向垂直方向 半徑方向半徑方向o鉸鏈約束：鉸

5、鏈約束：用于連接構(gòu)件或者零部件，鉸鏈一般是兩個(gè)帶有圓孔的物體，用光滑圓柱形銷釘相聯(lián)接。o主要類型主要類型：固定鉸鏈支座、活動(dòng)鉸鏈支座、鏈桿約束。o（1）固定鉸鏈支座：圓柱鉸鏈約束中，某構(gòu)件固定 為基座，就成為固定鉸鏈支座。o 特點(diǎn)：力的作用線通過(guò)鉸點(diǎn)；力的方向待定；反力由固定的支撐而產(chǎn)生。xo三種表示形式三種表示形式FFo 定義：在固定鉸鏈支座下安裝一排滾輪，支座可以 延固定支撐面運(yùn)動(dòng)但不脫離支撐面。o特點(diǎn)：力的作用線通過(guò)鉸點(diǎn)；力的方向垂直于支撐面；支撐面產(chǎn)生一個(gè)反力?；顒?dòng)鉸鏈支座約束實(shí)例o 約束特點(diǎn)：約束特點(diǎn)： 限制了平面內(nèi)所有可能的運(yùn)動(dòng)（被約束構(gòu)件既不限制了平面內(nèi)所有可能的運(yùn)動(dòng)（被約束構(gòu)件

6、既不能移動(dòng)和也不能轉(zhuǎn)動(dòng)）。能移動(dòng)和也不能轉(zhuǎn)動(dòng)）。受力分析步驟如下：根據(jù)題目恰當(dāng)?shù)剡x擇研究對(duì)象，研究對(duì)象可以是一個(gè)物體或一個(gè)物系。取分離體。在分離體上畫(huà)出構(gòu)件所受的主動(dòng)力，并標(biāo)出各主動(dòng)力的名稱。根據(jù)約束的類型確定約束反力的位置與方向，畫(huà)在分離體上，并標(biāo)出各約束反力的名稱。【例1】如下圖所示水平梁AB受已知集中力P作用，A端為固定鉸，B端為可動(dòng)鉸支座，不計(jì)桿件自重，作梁AB的受力圖?！纠?】如下圖所示水平梁AB受已知集中力P作用，A端為固定鉸，B端為可動(dòng)鉸支座，不計(jì)桿件自重，作梁AB的受力圖。解：以梁AB研究對(duì)象，受主動(dòng)力P作用，B端為可動(dòng)鉸支座，它的約束反力用垂直于支承面的力R3表示，A端為固定鉸，約束反力用兩個(gè)互相垂直的分力R1、R2表示，如設(shè)主動(dòng)力P與R3作用線的交點(diǎn)為C，則A端的約束反力也可用沿AC的力R表示。R3R1R2R固定端約束固定端約束o 約束反力的確定：約束反力的確定： 固定端約束能限制物體沿任何方向的移動(dòng)，固定端約束能限制物體沿任何方向的移動(dòng)，也能限制物體在約束處的轉(zhuǎn)動(dòng)。所以