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1、工程中常见的约束1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）第1页/共30页光滑接触面约束第2页/共30页光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用 FN表示 第3页/共30页2、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束柔索只能受拉力，又称张力.用 FT表示 第4页/共30页柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力第5页/共30页3、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）（1）径向轴承（向心轴承）约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束 约束力：当不计摩擦时，轴与孔在接触
2、处为光滑接触约束法向约束力约束力作用在接触处，沿径向指向轴心第6页/共30页当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变改变可用二个通过轴心的正交分力Fx,Fy 表示第7页/共30页（2）光滑圆柱铰链约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀第8页/共30页光滑圆柱铰链约光滑圆柱铰链约束束第9页/共30页约束力：光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一样，可用两个正交分力表示 其中有作用反作用关系 Fcx=-Fcx,Fcy=-Fcy一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出第10页/共30页（3）固定铰链
3、支座约束特点：由上面构件1或2 之一与地面或机架固定而成约束力：与圆柱铰链相同以上三种约束（径向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑圆柱铰链第11页/共30页4、其它类型约束（1）滚动支座约束特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力第12页/共30页(2)球铰链 约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动.约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题约束力通过接触点,并指向球心,是一个不能预先确定的空间力.可用三个正交分力表示第13页/共30页（3）止
4、推轴承约束特点：止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制约束力：比径向轴承多一个轴向的约束力，亦有三个正交分力 第14页/共30页总结（1）光滑面约束法向约束力FN（2）柔索约束张力FT（3）光滑铰链 FAy FAx（4）滚动支座FN光滑面 球铰链空间三正交分力 止推轴承空间三正交分力第15页/共30页物体的受力分析和受力图受力分析：确定物体受到几个力作用，每个力的作用位置和作用方向，这个分析过程称为物体的受力分析。受力图：表示物体受力的简明图形。在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力）已知力 未知力画受力图步骤：1、取所要研究物体为研究对象（分离体），画出其简图2、画出所有主动力3、按
5、约束性质画出所有约束（被动）力第16页/共30页例 1碾子重为 P，拉力为F，A、B 处光滑接触，画出碾子的受力图解：画出简图 画出主动力 画出约束力第17页/共30页例 2屋架受均布风力 q（N/m），屋架重为 P，画出屋架的受力图解：取屋架 画出简图 画出主动力 画出约束力第18页/共30页例 3水平均质梁 AB重为p，电动机重为p，不计杆CD 的自重，画出杆CD 和梁AB 的受力图。解：取 杆CD，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b)第19页/共30页例 3取梁AB，其受力图如图(c)CD杆的受力图能否画为图（d）所示？若这样画，梁AB 的受力 图又如何改动?第20页/共30页例
6、 4不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱AB,CB 的受力图与系统整体受力图解：右拱 CB为二力构件，其受力图如图（b）所示第21页/共30页例 4取左拱AC,其受力图如图（c）所示系统整体受力图如图（d）所示第22页/共30页例 4考虑到左拱AC 三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱AC 的受力图，如图（e）所示此时整体受力图如图（f）所示第23页/共30页例 4讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？如图（g）（h）（i）第24页/共30页例 5不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力图解：绳子受力图如图（b）所示第25页/共30页例 5梯子左边部分受力图如图（c）所示梯子右边部分受力图如图（d）所示第26页/共30页例 5整体受力图如图（e）所示提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？第27页/共30页思考分析如下受力图是否有误，如何改正？第28页/共30页第29页/共30页感谢您的观看！第30页/共30页