二力構件及其鉸鏈受力的分析

1、二力構件及其鉸鏈受力的分析楊桂娟（唐山工業(yè)職業(yè)技術學院，河北唐山063020）一疽搭：技摘 要：在進行受力分析時，首先查找二力構件，可以簡化受力分析；在不同的情）兄下，鉸鏈銷釘可看成單獨件或 件，使物體分析簡化。關鍵伺：二力構件；鉸鏈；受力分析中圖分類號: TH131文獻標識碼：AAnalysis of the Forces on the Two - force Structural Partsand Their Feather JointsYAN G Gui - juan(Tangshan Indust rial Vocation - Technical College , Tangshan

2、 063020 )Abstract :Doing analysis of the forces , first of all , the two - force structural part s must be seeked , t hus t analysis can be simplified. In different canditions , the pin bolts of feather joints may be looked upon as sin part s or resultant part s , thus t he analysis of bodies can be

3、 simplified too .Key Words :two - force structural part ; feat her joint ; analysis of force在工程力學的教學中，“靜力學”部分是重要 的基礎之一，是將工程實物對象進行科學的抽象， 簡化為力學的計算模型，受力圖是靜力學所特有 的力學模型。物體的受力分析方法和準確無誤地作出受力 圖是靜力學的重點和難點，適當?shù)剡x擇研究對象 并畫出正確的受力圖是求解靜力學問題的第一步， 也是學好靜力學的關鍵。毋受力圖時，應先找二 力構件。畫其受力圖，再畫其他物體的受力圖， 即畫出主動力和約束反力。其中，約束反力分: 的重點和難

4、點是鉸鏈反力的分析，鉸鏈反力是: 銷釘對連接件的反力。下面介紹二力構件的分析問題。1二力構件的結構及特點二力構件的結構形狀是任意的，但連接的 點必須是鉸鏈（見圖1）。圖1幾種典型二力構件二力構件的特點：一是構件由兩個鉸鏈約束， 每個約束力的反力方向一般是不定的；二是除了 這兩個約束力之外，構件不再受其他力的作用, 也不計自重。凡滿足以上兩個特點的構件，由于 必然形成二力平衡，它對物體的約束反力必在此 二約束點的連線。2二力構件分析簡單的二力構件：兩作用點鉸鏈連接，構件 上無外力。構件受力分析.件AC上有外力P作用,故AC不是二力構件。構件BC : B、C兩作用點為鉸鏈連接，且BC 上無外力作用

5、，故BC是二力構件。受力分析見圖3。圖2構件結構圖構件AC : A、C兩作用點為鉸鏈連接，但構圖3二力構件受力分析圖BC為二力構件，受力分析為：兩力作用點為 B、C，作用在BC連線上，方向可暫自定。AC的受力分析：C點處受BC桿通過銷釘施加的力Fc1 （與Fc反向，為作用力與反作用力關系。AC受外力P，A點受約束反力FA （也可用正 交分力xa、ya代替）。兩作用點鉸鏈連接，在鉸鏈處有外力作用 （如圖4）。圖4構件結構圖及受力分析圖分析：B點處的外力G可看作是作用在桿件 AB的B點，與BC無關。桿件BC兩力作用點為 B、C，作用在BC的連線上，那么BC為二力構 件。分析就比較簡單，BC受力為F

6、b、Fc，等值反 向，在BC兩點連線上。桿件AB :在AB上有外力W作用。B點處有 G的作用和B處有BC桿給的反作用力FB1的作用。 A點的約束反力為XA、YA。此題中，若把重力G 方攵在BC桿上（銷釘在BC桿的B處），那么BC桿 就不能看成二力構件。在分析二力構件時，銷釘在什么地方也有一定的影響（鉸鏈處有外力作用時）。3銷釘?shù)姆治鲇靡粋€銷釘連接兩個構件時，可以把銷釘和 一個構件看作一個整體來研究（見圖4）。AB構件 中，將銷釘B和AB件看作一個整體，這樣理解 為:重物G掛在銷釘B上，可以簡化受力分析， 使BC為二力構件。若把銷釘B看作是與BC件相 連，并且重物也掛在銷釘B上，則BC桿不是二力

7、 構件，使得整個受力分析中AB、BC兩個構件都 是非二力構件，使分析比較復雜。故遇到此情況5. eiauc fsoucvvuvaucawn時，應該把銷釘與有外力的構件看作一個整體。在復合鉸鏈中，鉸鏈反力是指銷釘對連接件 的反力，在分析銷釘反力時應注意以下幾點：把銷釘作為一個物體來對待；明確銷釘鉸鏈有幾個物體（包括掛在銷釘上 的繩索）;鉸接在一個銷釘上，各桿件之間無直接聯(lián)系, 都是通過銷釘來聯(lián)系的，即各桿與銷釘之間有作 用與反作用的關系；畫受力圖時，根據(jù)具體情況確定銷釘是否單獨畫出；一般情況下，銷釘鉸接兩個構件時，銷釘無 論放在哪一個構件上都不影響鉸接點處的反作用 力，兩者視為一個整體;若幾個構

8、件鉸接在一起，銷釘應作為一個對 象來研究，在進行分析時，比較簡單些；鉸接點受力，或與繩索相連，視為物體與銷 釘接觸，銷釘安裝在哪一個構件上，集中力就跟 在哪一個構件上。分析各構件的受力情況（如圖5）。q圖5構件結構圖及受力分析圖在此題中，鉸鏈C處有一外力P2，我們認為 它掛在銷釘C上，并且銷釘C與桿件BC作為一 個構件，這樣就可以確定桿件AC為二力構件, 分析受力比較簡單。AC為二力桿，在A、C兩點受力分別為NA、NC，沿兩點的連線方向。BC桿受力，在鉸鏈C處受AC桿給的力NC1 （與NC為作用與反作用力）、外力q及七的作用。 B處的約束反力為XB、YB （方向自定）。分析各構件受力情況（如圖6）。圖6構件結構圖及受力分析圖在此題中，鉸鏈C處為復合鉸鏈，若把C處 的銷釘單獨考慮，則AC、DC、BC均為二力構 件，這樣就簡化了物體受力的分析過程。各構件 分析如下：DC在D、C兩點受力分別為Ndc、 Ncd給兩點的連線方向；AC桿在A、C兩點受力 分別為Nac、Nca，作用在A、C線方向；BC桿在 B、C兩點受力為Nbc、N 作用在CB連線方 向。銷釘C作為一個構件受力，DC桿給的力個整體來分析，故AB受的力、A點的約束反力Na、 Nb； AC桿給的力NAC1:外力P ；BC桿給的力NBC1。綜上所述，在進行物體的受力分析時，應從 最簡單的、能夠畫出來的先畫。即從二力構件畫 起，而