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1、工 程 力 学,第一章 静力学基础,2019/5/19,第四节 工程中常见的约束及构件的受力图,一、约束与约束力,（4）确定约束力 它的作用点在约束与被约束物体相互接触处；它的方向应与约束所能限制的运动方向相反；它的大小可由平衡条件求出。,（1）约束 一物体的运动受到周围物体的限制，这种限制条件，称为约束。,（2）约束力 约束对物体的作用力。,（3）主动力 使物体运动或有运动趋势的力。,2019/5/19,1. 柔性约束,二、工程中常见的约束类型,123,由绳索、胶带或链条等所构成的约束，称为柔性约束。,柔性约束力的方向： 沿着它的中心线，背离被约束物体。,2. 光滑面约束,光滑面约束力的方向
2、： 沿接触点处的公法线且指向物体。,两物体直接接触，并可忽略接触处摩擦的约束，称为光滑面约束。,FNA,FNB,FNC,（1）固定铰链支座,两构件用圆柱销联接，并忽略接触处摩擦的约束，称为光滑圆柱铰链约束。,3. 光滑圆柱铰链约束,固定铰链支座约束力的方向：,在无法确定约束力的方向时，通常用通过绞链中心的两个正交分力表示。,FNCx,FNCy,(2) 中间铰,FNAx,FNAy,中间铰约束力的方向： 与固定铰链支座相同。,FNA,（3）活动铰链支座,在固定铰链支座与光滑固定平面之间装有滚柱。,活动铰链支座约束力的方向： 受到垂直于光滑面的约束力。,4. 固定端约束,如车刀与工件分别夹持在刀架和
3、卡盘上，都是固定不动的。,将物体的一端牢固地插入基础或固定在其他静止的物体上，就构成固定端约束。,固定端约束力 固定端既限制了被约束构件的垂直与水平方向的移动，又限制了被约束构件的转动，故可将固定端约束的约束力简化为一组正交的约束分力与一个约束力偶。,FNAx,FNAy,三、构件的受力分析及受力图,1. 构件的受力分析 分析所要研究的构件（研究对象）上受到哪些作用力（主动力和约束力），并确定每个力作用的位置和方向。 2. 构件的受力图 （1）受力图 在研究对象的分离体上，画出其所受到的全部力（主动力和约束力）的简明图形，称为受力图。 分离体把研究对象从与它相互联系的周围构件中分离出来，所画的轮
4、廓简图。,（2）画受力图的步骤,在分离体简图上解除约束处画出相应的约束力。,画出研究对象的分离体简图；,在分离体简图上画出所有主动力；,画受力图是研究静力学问题的一个重要步骤，不能省略，更不能发生错误，否则，将导致以后分析和计算上的错误。,例1,碾子重 ，拉力为 ， 处光滑接触，画出碾子的受力图。,解 画分离体,画主动力,画约束力,FNA,例2,水平均质梁 重P1 ，电动机重为 ，不计杆 的自重，画出杆 和梁 的受力图。（见图a）,解 取 杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图b所示。,取 梁，其受力图如图c所示。,FNAx,FNAy,例3,不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱AC、CB 的受力图与系统整体受力图。,解 右拱 为二力构件，其受力图如图b所示。,取左拱AC ,其受力图如图c所示。,系统整体受力图如图d所示。,FNAx,FNAy （c）,FNAx,FNAy,此时整体受力图如图f所示。,考虑到左拱 AC在三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱的受力图，如图e所示。,FNA,FNA,谢谢使用本课件 多提宝贵意见和建议,部分课件内容及动画来自网上资料,
