第2讲 约束、单个物体的受力分析.ppt

1 第2讲的内容、要求、重难点 应去掉约束 应去掉约束 Theoretical Mechanics FNA Q FNC Q FNC FB FNB §1-4 物体的受力分析和受力图 例3:作杆的受力图。 例4:作三角杆的受力图。 FBx FBy 例5:不计摩擦， 作AB杆受力图。 Theoretical Mechanics §1-4 物体的受力分析和受力图 A B G FNB FA A B G FNB FAx FAy P.23 1-1c、g、k Theoretical Mechanics §1-3 约束与约束反力 定义：约束对被约束体的反作用力 约束反力 反力作用点：接触处 方向：与约束所能限制的运动方向相反 约束的类型及特点 反力特点 反力方向 柔 性 光 滑 面 铰链 活 动铰 中间铰 固定铰 拉 背 离 压 指向 光、中 组合 本质上是光滑面约束 垂直 指向 限移动 见铰画 二分力 轴承 滑动 径向 向心推力 限移动 垂直轴线 二分力 三分力 固定支座 限移转 二分力 一反力矩 滚动 * 第一章 静力学基础和物体的受力分析 　　§1-3 约束与约束反力 Theoretical Mechanics 第2讲目录 　　　§1-4 物体的受力分析和受力图 教学内容： 教学要求： 重点：约束反力方向,单个受力分析 难点：铰链约束及其反力 学时安排：2 Theoretical Mechanics 约束的种类和实例、反力特点及反力方向，物体受力分析和受力图 1、了解约束的种类和实例,受力分析的注意事项 2、理解约束反力特点 3、掌握柔性约束、光滑面约束、光滑铰链约束特征和约束反力的规律 ,单个物体的受力分析 (4)约束反力： 一、约束和约束反力 (1)自由体：位移不受限制的物体叫自由体。 (2)非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 (3)约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束 （这里，约束是名词，而不是动词的约束。） Theoretical Mechanics §1-3 约束与约束反力 1、概念 ②反力作用点：约束与被约束体相互连结或接触之处。 ①定义：约束给被约束物体的力叫约束反力,随主动力而变化 ③方向：与约束所能限制的运动方向相反。 ①大小常常是未知的； ②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反； ③作用点在物体与约束相接触的那一点。 约束反力特点： G F G FN2 FN1 Theoretical Mechanics §1-3 约束与约束反力 讨论： （1）特点：绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点,背离被约束体。 二、约束类型和确定约束反力方向的方法： 1.柔性约束:由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束 P FT P P FT1 FT3 FT2 FT4 Theoretical Mechanics §1-3 约束与约束反力 （2）反力方向：沿约束中心线背离物体。 播放 F’T1 F ’T2 F’T4 F ’T3 (1)特点：限制非自由体向约束体内的运动。 2.光滑面约束:光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计) P P FN FN FNA FNB Theoretical Mechanics §1-3 约束与约束反力 (2)反力方向:通过“接触点”沿公法线，指向被约束体 光滑面约束实例 Theoretical Mechanics §1-3 约束与约束反力 播放 播放 播放 铁轨 3.光滑圆柱铰链约束 （1）中间铰: Theoretical Mechanics §1-3 约束与约束反力 A A FAx FAy A FAy FAx ②反力方向：通过接触点、圆心沿公法线方向。但接触点位置未知，故画通过圆心的两个正交的分力来表示 ①特点：限制两自由体的相对移动。 动画 （2）固定铰支座 Theoretical Mechanics （空间球形铰） §1-3 约束与约束反力 ①特点：只能限制非自由体、自由体的相对移动，不能限制相互转动。 ②反力方向：通过铰心，方向不定。见铰画二个“力”。（一般是相互垂直的个力，也可不垂直，但不方便。大小、方向待定。） FAx FAy 平面铰支座 动画 Theoretical Mechanics ③力学模型： §1-3 约束与约束反力 ④实例： 固定铰支座 FAy FAx A 动画 FN的实际方向也可以向下 FN Theoretical Mechanics §1-3 约束与约束反力 （3）可动铰支座（辊轴支座） ①特点：只限制非自由体沿接触点公法线向约束体内的运动，而不能限制它向其他任何方向的运动。 ②反力方向：通过接触点沿法线指向非