五邑大学工程力学第一章解题.ppt

　如属于下列情况，固定铰链及中间铰链的约束力方向是可以确定的： 1）铰链联接的构件中，有一个是二力构件。 2）活动铰链支座。铰链支座常用于桥梁、屋架等结构中，支座在滚子上可任意左右移动的铰链支座，称为活动铰链支座。 A B A A C FP B A FA FCB FBC FCB B C A C FP A C FP 由于构件上只在两端作用了两个约束力，而构件是平衡的，因此这两个力必然大小相等，方向相反，在同一直线上。所以，链杆约束的约束力是沿着两端销钉圆心连线，指向待定。 二力构件 （a） 如果在支座与支承面之间装上几个滚子，使支座可沿支承面移动，就成为活动铰链支座，简称活动铰。 图b～d是它的几种简化表示。 构件 销钉 支座 辊轴 FN （c） （d） （e） （b） 　　活动铰链支座约束反力垂直于支承面，通过铰链中心，指向待定。 活动铰链支座 如果支承面是光滑的，这种支座不限制构件沿支承面移动和绕销钉轴线的转动，只限制构件沿支承面法线方向的移动。 B A F M 一曲梁如图所示，A为固定铰，B为活动铰。已知载荷有集中力F和力偶M。试分析曲梁的受力情况。 解 1) A为固定铰，画一组正交约束力FNAx与FNAy，B为活动铰，画一个与约束面垂直之反力FNB。 FNB FNAx FNAy B A F M 工程中还有一种常见的基本约束，如建筑物上的阳台以及以焊、铆接和用螺栓联接的结构：刀、夹具的锥柄以及车床主轴的锥孔配合等，这些约束均称为固定端约束。 A B 四、固定端约束力 以上这些工程实例均可归结为一杆插入固定面的力学模型。 对固定端约束，可按约束作用画其约束力。固定端既限制被约束构件的垂直与水平位移，又限制了被约束构件的转动，故固定端在一般情况下，有一组正交的约束力与一个约束力偶。 FAx FAy MA A B 四、固定端约束力 A A 在静力学中，画研究对象时，只需示出力的作用位置和约束类型，构件可用简单线条组成的简图来表示。 在简图上除去约束，使对象成为自由体，添上代表约束作用的约束力，称为解除约束原理。解除约束后的自由体称为分离体，在分离体上画上它所受的全部主动力与约束力，就称为该物体的受力图。画受力图的一般步骤为： ①画出分析对象的分离体简图； ②在简图上标上已知的主动力； ③在简图上解除约束处画上约束力。 第四节 物体的受力分析、受力图 例：画出AB杆的受力图。 (b) C B A D (a) A B C D 支架上有A点的约束力FNAx、FNAy，B点水平方向的约束力FNB，滑车滚轮的压力FR1、FR2和支架自重W。 B A C W 吊钩受绳索约束，沿各绳上画拉力FT1、FT2、FT3。 例1-7 图示为一起重机支架，已知重力W、吊重G。试画出支架、滑车、吊钩与重物以及物系整体的受力图（滑车、吊钩、绳索的质量不计）。 解 G G 重物上作用有重力G和吊钩沿绳索的拉力FT1、FT2。 FT1 FT2 FT1 FT2 W FT3 滚轮上有钢梁的约束力FR1、FR2。 FT3 FR2 FR1 B A C FR1 FR2 FNAy FNAx FNB 整个物系作用有外力G、W、FNAx、FNAy，其余为内力，均不显示 。 FNAy FNAx FNB 例：画出滑轮、CD杆、AB杆和整体受力图。 W W W A B C D 1、研究滑轮 2、研究CD杆 不计杆件和滑轮自重 A B C 3、研究AB杆 4、研究整体 W A B C D W W W W C A B 注意：研究整体时，不画物体间的内力。 解 分别取滑块、推杆为分离体，画出它们的主动力和约束力。 画出图a、b两图中滑块及推杆的受力图，并进行比较。图a是曲杆滑块机构，图b是凸轮机构。 a） FR FN F O A B M C D B A B F M F D B b） FND FNB FR 滑块上作用的F和FR的交点在滑块与滑道接触长度以内，其合力使滑块单面靠紧滑道，故产生一个与约束面相垂直的反力FN，F、FR、FN三力汇交。推杆上的F与FR的交点在滑道之外，其合力使推杆倾斜而导致B、D两点接触，故有约束力FNB、FND。 B F A B 例1-9 有一传动支架，如图所示。试画出电动机支架与传动支架的受力图。