模块外力受力图约束与约束反力张祥霖.pptx

模块1：外力1-1受力图——约束与约束反力主讲：张祥霖

学习目标：一、掌握力学的基本概念和公理。二、熟悉各种常见约束的性质，熟练地画出受力图。学习内容：一、静力学基本概念。二、静力学基本公理。三、约束与约束反力。四、物体的受力分析与受力图。

一、概念位移不受限制的物体叫自由体。自由体：

位移受限制的物体叫非自由体。非自由体：

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。3、约束力特点：G2、约束力：约束与非自由体接触相互产生了作用力，约束作用于非自由体上的力叫约束力或称为约束反力。1、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。FGFN1FN2

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绳索类只能受拉，约束反力作用在接触点，方向沿绳索背离物体。

A约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。F1F2

TF1F2约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。

柔绳约束胶带构成的约束

柔绳约束链条构成的约束约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。

约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体2、光滑支承面约束PNNPNANBNN

约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体

铰3、光滑圆柱铰链约束如果两个有孔物体用销钉连接。

简化表示：约束力表示：

光滑圆柱铰链约束圆柱铰链AAXAYAAFNFNFNFxFy约束反力过铰链中心，用FxA、FyA表示

4、固定铰支座固定铰支座：物体与固定在地基或机架上的支座有相同直径的孔，用一圆柱形销钉联结起来，这种构造称为固定铰支座。

固定铰支座上摆销钉下摆

铰固定铰支座

固定铰支座

5、活动铰支座在固定铰链支座的底部安装一排滚轮，可使支座沿固定支承面滚动。

上摆销钉底板滚轮活动铰支座

活动铰支座

6、链杆约束

翻斗车链杆约束

链杆约束的约束力沿连杆两端铰链的连线，指向不定，通常假设受拉。

7、固定端约束概念：工程中有一种常见的基本约束，如建筑物上的阳台、插入墙壁的电风扇托架、镗刀的刀杆和固定在刀架上的车刀等，这些约均称为固定端约束。固定端约束实例

固定端约束的力学模型及约束力表示：特点：既限制了被约束构件的任意方向的移动，又限制了被约束构件的转动。约束力：常用两个正交的约束分力FAx、FAy与一个约束力偶mA表示。FAxFAymA