工程力学第二章约束与约束力.ppt

地下输水涵管 二、示力图 用来表示物体受力的图形称为示力图，也称为受力图。 画示力图的步骤： 1.选取研究对象，画脱离体图； 2.画脱离体受到的主动力； 3.分析脱离体受到的约束力； 4.检查。 脱离体：把研究对象从与它有联系的周围物体中分离出来，解除约束后的这个物体称为脱离体。 例题： F 三铰刚架 F F F F 力是滑移矢量 例题： F A B D C D C 作AB和CD示力图 F A B 解： AB示力图 CD示力图 FRC FRD FAx FAy FRD D C D C 二力杆 FRC FRD FRC FRD D B 例题： FW A B D C FP α 作轮B示力图 FW FT α FD 解：轮B示力图 例题： 作整体及AC、BC示力图 C l A B q ql 解：1.整体示力图 2.AC示力图 3.BC示力图 FBx FBy FAx FAy FAx FAy A q C FCx FCy ql 2 1 FBx FBy FCx FCy ql 2 1 q B C 均布荷载q的处理？ 例题： C l A B F F F FBx FBy FAx FAy FCx FCy FBx FBy FCx FCy FAx FAy 作整体及AC、BC示力图 解：1.整体示力图 2.AC示力图 3.BC示力图 C A F F C B F 铰上集中力F的处理？ 例题： F2 A C D B F1 作整体及AB、BC示力图 解：1.整体示力图 2.AB示力图 3.BC示力图 FAx FAy FRC FRD F2 C B A F1 B FAx FAy FRC FBx FBy FBx FBy FRD HOHAI UNIVERSITY 约束：对所考察物体起限制作用的其它物体。 自由体： 飞机 绳吊球（绳断后） 非自由体或受约束体：绳吊球（绳未断） 约束力：约束对被约束物体的作用力。（通常未知） 一、 概 念 主动力：主动使物体运动或有运动趋势的作用力。 如重力、土压力、风压力等。（通常已知） 约束力的方向：与约束所能阻止物体运动的方向相反， 其作用点在物体与约束的接触点处。 第二章 约束与约束力 二、 几种典型约束 1. 柔索 柔索的约束力沿柔索中心线，为拉力。 FT FW 2. 光滑接触面 光滑接触的约束力过接触点，沿接触面在该点的公法线方向，为压力。 3. 铰支座和铰连接 （a) 固定铰支座 上摆 销钉 下摆 组成分析 运动分析 受力分析 固定铰支座的约束力过销钉中心，在垂直于销钉轴线的平面内，方向不定。 固定铰支座简图 固定铰支座约束力 A FAy FAx A A FA A θ 约束能够提供的力 （b) 铰连接 铰链简图 C C FAy FAx 铰链约束力 （c） 活动铰支座 组成分析 上摆 销钉 底板 滚轮 运动分析 受力分析 F 活动铰支座的约束力通过销钉中心，垂直支承面，指向不定。 活动铰支座简图 活动铰支座约束力 A A A FA A α α A α FA FA FA 4. 连杆 连杆简图 连杆约束力 A A FA 5. 滑移支座 滑移支座的约束力为一个力偶和一个垂直于支承面方向的力。 6. 球铰支座 空间问题中的约束；球窝给予球的约束力必通过球心，但可取空间任何方向；因此可用三个相互垂直的分力 来表示。 7. 径向轴承与止推轴承 （a）径向轴承 约束力可用垂直于轴线的两个相互垂直的分力来表示。 （b）止推轴承 约束力比径向轴承多一个轴向的约束反力,可用图（c）所示正交的三个分力来表示。 8. 固定支座与固定连接 （a）固定支座（固定端） 平面固定端约束力为一个方向未定的力和一个力偶。 （a）固定支座（固定端） 空间固定端约束力为空间内一个方向未定的力和方向未定的力偶矩矢量。 （b）固定连接 固定连接对杆端的约束力和固定支座的约束力相同。 思考题1 这是何种约束？ 固定铰支座 思考题2 这是何种约束？ 沥青 杯口 麻丝 固定铰支座 思考题3 这是何种约束？ 活动铰支座 思考题4 这是何种约束？ 活动铰支座 一种新的支座——橡胶支座 工程实际约束情况 小型桥梁的桥身直接搁置在桥台上，桥台可以阻止桥身两端向下运动，但不能阻止微小转动。当桥身受到向右的冲击时，B端与桥台突高部分接触，从而阻止桥身水平运动，而A端却不能阻止桥身的水平运动(略去摩擦)。因此，B端约束可简化为铰支座，而A端约束则简化为辊轴支座；在冲击方向相反的情况下，自然应将A端简化为铰支座，而B端为辊轴支座。 工程结构（或机构）是很复杂的，完全按照它们的实际情况进行力学分析，往往是不可能的，也是不必要的。 一、计算简图 §2-2 计算简图与