第四節(jié)常見(jiàn)約束及受力圖演示文稿

第四節(jié)常見(jiàn)約束及受力圖演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)一、約束與約束反力

工業(yè)用廠房工程實(shí)例皮帶傳動(dòng)當(dāng)前第2頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)1.概念：

約束：一物體的運(yùn)動(dòng)受到周圍物體的限制時(shí)，這種限制就稱為約束。

約束力：約束限制物體運(yùn)動(dòng)的力稱為約束力。

鐵軌柔性約束實(shí)例當(dāng)前第3頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)

2.作用于物體上的力分為兩類：

主動(dòng)力：使物體產(chǎn)生可能運(yùn)動(dòng)的力

約束力：約束限制物體某種可能運(yùn)動(dòng)的力約束力方向——總是與該約束所能限制的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反作用點(diǎn)——接觸處當(dāng)前第4頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)二、工程中常見(jiàn)的約束類型

1.柔性約束2.光滑面約束3.光滑圓柱鉸鏈約束4.固定端約束當(dāng)前第5頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)

1.柔性約束

1）概念：由繩索、膠帶、鏈條等所組成的約束為柔性約束。

特點(diǎn)：這種約束只能限制沿物體沿柔索伸長(zhǎng)方向的運(yùn)動(dòng)。即：只能承受拉力，不能承受壓力。2）約束力方向：沿柔體的中線，背離被約束物體。常用符號(hào)FT表示。3）實(shí)例分析

柔性約束實(shí)例一皮帶傳動(dòng)當(dāng)前第6頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)(3)實(shí)例分析當(dāng)前第7頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)

2.光滑面約束

（1）概念：當(dāng)兩物體直接接觸，并可忽略接觸處的摩擦?xí)r，約束只能限制物體在接觸點(diǎn)沿接觸面的公法線指向約束物體的運(yùn)動(dòng)，而不能限制物體沿接觸面切線方向的運(yùn)動(dòng)，這類約束稱為光滑面約束。

（2）約束力方向：沿接觸點(diǎn)公法線，指向被約束物。常用符號(hào)FN表示。

動(dòng)畫光滑面約束實(shí)例分析當(dāng)前第8頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)光滑面約束當(dāng)前第9頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)實(shí)例分析GABCOOABG當(dāng)前第10頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)課堂練習(xí)圖1-29a所示重G的球體A，用繩子BC系在墻壁上，畫出球體A的受力圖。答案當(dāng)前第11頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)當(dāng)前第12頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)

3.光滑圓柱鉸鏈約束

概念：兩構(gòu)件采用圓柱銷所形成的聯(lián)接，并忽略接觸處的摩擦，這類約束就稱為光滑圓柱鉸鏈約束。（動(dòng)畫實(shí)例）

1）固定鉸鏈支座

概念：把圓柱銷聯(lián)接的兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)固定起來(lái)，就稱為固定鉸鏈。特點(diǎn)：只限制了構(gòu)件孔端的任意移動(dòng)，不限制構(gòu)件繞銷孔端的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。固定鉸鏈支座動(dòng)畫固定鉸鏈支座動(dòng)畫一當(dāng)前第13頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)固定鉸鏈支座符號(hào)表示方法當(dāng)前第14頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)約束力的方向：（固定鉸鏈和中間鉸）的約束力，通常用兩個(gè)正交的分力FNX、FNY表示。特點(diǎn)：只限制了構(gòu)件孔端的任意移動(dòng)，不限制構(gòu)件繞銷孔端的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖示表示方法：（中間鉸動(dòng)畫）概念：當(dāng)圓柱銷聯(lián)接的兩個(gè)構(gòu)件不固定，通常就稱為中間鉸。FNXFNY2）中間鉸當(dāng)前第15頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)注意：

當(dāng)固定鉸鏈或中間鉸鏈約束的是二力桿時(shí)，其約束力滿足二力平衡條件，沿兩約束力作用點(diǎn)的連線，方向是確定的。（實(shí)例）BC桿為二力桿當(dāng)前第16頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)

概念：原固定鉸鏈下邊不固定，安裝上滾柱就稱為活動(dòng)鉸鏈支座。特點(diǎn)：只限制構(gòu)件沿支承面法線方向的移動(dòng)。約束力的方向：約束力過(guò)鉸鏈中心，垂直于支承面，指向構(gòu)件。常用符號(hào)：FN表示（活動(dòng)鉸支座動(dòng)畫）（活動(dòng)鉸支座實(shí)例）固定鉸鏈支座動(dòng)畫4）活動(dòng)鉸鏈約束當(dāng)前第17頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)活動(dòng)鉸鏈支座的幾種力學(xué)模型及約束力表示：（例題）當(dāng)前第18頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)圖1-26桿AB的受力圖答案當(dāng)前第19頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)當(dāng)前第20頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)4）固定端約束概念：工程中有一種常見(jiàn)的基本約束，如建筑物上的陽(yáng)臺(tái)、插入墻壁的電風(fēng)扇托架、鏜刀的刀桿和固定在刀架上的車刀等，這些約均稱為固定端約束。（固定端約束實(shí)例一）（固定端約束實(shí)例二）當(dāng)前第21頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)固定端約束的力學(xué)模型及約束力表示：

特點(diǎn)：既限制了被約束構(gòu)件的任意方向的移動(dòng)，又限制了被約束構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)。約束力：常用兩個(gè)正交的約束分力FNAX、FNAY與一個(gè)約束力偶MA表示。當(dāng)前第22頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)三、構(gòu)件的受力分析及受力圖1.構(gòu)件的受力分析

在靜力學(xué)中，受力分析是：分析所要研究的構(gòu)件（研究對(duì)象）上受到哪些作用力（包括主動(dòng)力和約束力），并確定每個(gè)力的作用位置和方向。2.構(gòu)件的受力圖

1)概念:表示構(gòu)件受力情況的簡(jiǎn)明圖形稱為受力圖。2）畫受力圖的一般步驟為：（1）畫出研究對(duì)象的分離體簡(jiǎn)圖；（2）在簡(jiǎn)圖上標(biāo)上已知的全部主動(dòng)力；(3)在簡(jiǎn)圖上標(biāo)上解除約束處畫上相應(yīng)的約束力。

當(dāng)前第23頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)例4-1圖1-30a所示的三鉸拱橋，由左、右兩半拱橋鉸接而成，畫左半拱橋AB的受力圖答案當(dāng)前第24頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)當(dāng)前第25頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)例1-7

圖1-31a所示為內(nèi)燃機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試畫出活塞B的受力圖答案當(dāng)前第26頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)當(dāng)前第27頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)例1-8圖1-32a所示為凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試畫出從動(dòng)件AB的受力圖nn答案當(dāng)前第28頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)當(dāng)前第29頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)課堂練習(xí)當(dāng)前第30頁(yè)\共有32頁(yè)\編于星期六\18點(diǎn)如圖所示為支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試畫出桿AB與桿CD的受力