机械基础一杆件的静力分析.ppt

第1章杆件的静力分析2．如图1-47所示，画出图示中AB杆的受力图。（a）（b）（c）图1-47第64页,共65页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第65页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析§1.3约束、约束力、力系和受力图1.3.1约束与约束力1．自由体和非自由体在工程实际中，有些物体可以在空间自由运动，获得任何方向的位移，这些物体称为自由体。例如，在空间航行的飞机、飞行的炮弹等。另一些物体在空间的运动受到其他物体的限制，使其在某些方向不能发生位移，这些物体称为非自由体。例如，用绳索悬挂的重物、在轨道上行驶的机车。第32页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析2．约束和约束力约束：限制非自由体运动的物体。如滚动轴承中的内、外圈是滚动体的约束，绳是灯的约束，轴承是转轴的约束。既然约束限制了物体的某些运动，所以一定有约束力作用于物体上。约束力：约束对被约束物体的作用力，也叫约束反力。由于约束限制了物体某一方向的运动，故约束力的方向总是与该约束所限制的运动方向相反，这是确定约束力方向的基本原则。第33页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析表1-1主动力与约束力的区别主动力约束力定义使物体运动或有运动趋势的力，称为主动力阻碍物体运动的力，随主动力的变化而改变，是一种被动力特征大小与方向预先确定，可以改变运动状态大小未知，取决于约束本身的性质，与主动力的大小有关，可由平衡条件求出。约束力的作用点在约束与被约束物体的接触处。约束力的方向与约束所能限制的运动方向相反第34页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析1.3.2常见的约束类型1．柔体约束柔体约束是由柔软而不计自重的绳索、链条、传动带等所形成的约束。如图1-29所示，起吊减速箱盖时吊钩受到绳子的约束力及减速箱B、C处受到绳子的约束力；皮带对轮的约束力。图1-29减速箱盖和皮带轮·约束特点：只能承受拉力，不能承受压力。·约束力的方向：沿着绳索，背离物体。第35页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析2．光滑面约束光滑面约束是由光滑接触面所构成的约束。当两物体接触面之间的摩擦力小到可以忽略不计时，可将接触面视为理想光滑的约束。·约束特点：只能限制物体沿着接触面的公法线指向约束物体方向的运动。·约束力的方向：沿接触表面的公法线，指向物体。第36页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析图1-30光滑面约束第37页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析图1-31光滑圆柱铰链约束铰链约束通常分为固定铰链支座、中间铰链、活动铰链支座等几种类型。3．光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束是用销钉将两个具有相同直径圆柱孔的物体连接起来，且不计销钉与销钉孔壁之间摩擦的约束（图1-31）第38页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析图1-32固定铰链支座及简化符号约束特点：能限制物体（构件）沿圆柱销半径方向的移动，但不限制其转动。约束力的方向：作用在与销钉轴线垂直的平面内，并通过销钉中心，但方向待定，工程中常用通过铰链中心的相互垂直的两个分力FAX、FAY表示。（1）固定铰链支座圆柱销连接的两构件中，如果连接铰链中有一个构件与地基或机架相连，便构成固定铰链支座。第39页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析图1-33连接铰链（中间铰链）约束约束特点、约束力的方向与固定铰链支座相同。（2）中间铰链构件用圆柱形销钉连接且均不固定，即构成中间铰链，其约束反力用两个正交的分力FAX和FAY表示，如图1-33所示。第40页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析（a）（b）图1-34活动铰链支座·约束特点：在不计摩擦的情况下，能够限制被连接件沿着支承面法线方向的上下运动。·约束力的方向：作用线通过铰链中心，并垂直于支承面，其方向随受载荷情况不同指向或背离物体。（3）活动铰链支座工程中常将桥梁，房屋等结构用铰链连接在有几个圆柱形滚子的活动支座上，支座在滚子上可做左右相对运动，允许两支座间距离可稍有变化，这种约束称为活动铰链支座。第41页,共65页，2024年2月25日，星期天第1章杆件的静力分析