第四節(jié)常見約束及受力圖演示文稿

第四節(jié)常見約束及受力圖演示文稿當前第1頁\共有32頁\編于星期六\18點一、約束與約束反力

工業(yè)用廠房工程實例皮帶傳動當前第2頁\共有32頁\編于星期六\18點1.概念：

約束：一物體的運動受到周圍物體的限制時，這種限制就稱為約束。

約束力：約束限制物體運動的力稱為約束力。

鐵軌柔性約束實例當前第3頁\共有32頁\編于星期六\18點

2.作用于物體上的力分為兩類：

主動力：使物體產(chǎn)生可能運動的力

約束力：約束限制物體某種可能運動的力約束力方向——總是與該約束所能限制的運動或運動趨勢方向相反作用點——接觸處當前第4頁\共有32頁\編于星期六\18點二、工程中常見的約束類型

1.柔性約束2.光滑面約束3.光滑圓柱鉸鏈約束4.固定端約束當前第5頁\共有32頁\編于星期六\18點

1.柔性約束

1）概念：由繩索、膠帶、鏈條等所組成的約束為柔性約束。

特點：這種約束只能限制沿物體沿柔索伸長方向的運動。即：只能承受拉力，不能承受壓力。2）約束力方向：沿柔體的中線，背離被約束物體。常用符號FT表示。3）實例分析

柔性約束實例一皮帶傳動當前第6頁\共有32頁\編于星期六\18點(3)實例分析當前第7頁\共有32頁\編于星期六\18點

2.光滑面約束

（1）概念：當兩物體直接接觸，并可忽略接觸處的摩擦時，約束只能限制物體在接觸點沿接觸面的公法線指向約束物體的運動，而不能限制物體沿接觸面切線方向的運動，這類約束稱為光滑面約束。

（2）約束力方向：沿接觸點公法線，指向被約束物。常用符號FN表示。

動畫光滑面約束實例分析當前第8頁\共有32頁\編于星期六\18點光滑面約束當前第9頁\共有32頁\編于星期六\18點實例分析GABCOOABG當前第10頁\共有32頁\編于星期六\18點課堂練習圖1-29a所示重G的球體A，用繩子BC系在墻壁上，畫出球體A的受力圖。答案當前第11頁\共有32頁\編于星期六\18點當前第12頁\共有32頁\編于星期六\18點

3.光滑圓柱鉸鏈約束

概念：兩構(gòu)件采用圓柱銷所形成的聯(lián)接，并忽略接觸處的摩擦，這類約束就稱為光滑圓柱鉸鏈約束。（動畫實例）

1）固定鉸鏈支座

概念：把圓柱銷聯(lián)接的兩個構(gòu)件中的一個固定起來，就稱為固定鉸鏈。特點：只限制了構(gòu)件孔端的任意移動，不限制構(gòu)件繞銷孔端的相對轉(zhuǎn)動。固定鉸鏈支座動畫固定鉸鏈支座動畫一當前第13頁\共有32頁\編于星期六\18點固定鉸鏈支座符號表示方法當前第14頁\共有32頁\編于星期六\18點約束力的方向：（固定鉸鏈和中間鉸）的約束力，通常用兩個正交的分力FNX、FNY表示。特點：只限制了構(gòu)件孔端的任意移動，不限制構(gòu)件繞銷孔端的相對轉(zhuǎn)動。圖示表示方法：（中間鉸動畫）概念：當圓柱銷聯(lián)接的兩個構(gòu)件不固定，通常就稱為中間鉸。FNXFNY2）中間鉸當前第15頁\共有32頁\編于星期六\18點注意：

當固定鉸鏈或中間鉸鏈約束的是二力桿時，其約束力滿足二力平衡條件，沿兩約束力作用點的連線，方向是確定的。（實例）BC桿為二力桿當前第16頁\共有32頁\編于星期六\18點

概念：原固定鉸鏈下邊不固定，安裝上滾柱就稱為活動鉸鏈支座。特點：只限制構(gòu)件沿支承面法線方向的移動。約束力的方向：約束力過鉸鏈中心，垂直于支承面，指向構(gòu)件。常用符號：FN表示（活動鉸支座動畫）（活動鉸支座實例）固定鉸鏈支座動畫4）活動鉸鏈約束當前第17頁\共有32頁\編于星期六\18點活動鉸鏈支座的幾種力學模型及約束力表示：（例題）當前第18頁\共有32頁\編于星期六\18點圖1-26桿AB的受力圖答案當前第19頁\共有32頁\編于星期六\18點當前第20頁\共有32頁\編于星期六\18點4）固定端約束概念：工程中有一種常見的基本約束，如建筑物上的陽臺、插入墻壁的電風扇托架、鏜刀的刀桿和固定在刀架上的車刀等，這些約均稱為固定端約束。（固定端約束實例一）（固定端約束實例二）當前第21頁\共有32頁\編于星期六\18點固定端約束的力學模型及約束力表示：

特點：既限制了被約束構(gòu)件的任意方向的移動，又限制了被約束構(gòu)件的轉(zhuǎn)動。約束力：常用兩個正交的約束分力FNAX、FNAY與一個約束力偶MA表示。當前第22頁\共有32頁\編于星期六\18點三、構(gòu)件的受力分析及受力圖1.構(gòu)件的受力分析

在靜力學中，受力分析是：分析所要研究的構(gòu)件（研究對象）上受到哪些作用力（包括主動力和約束力），并確定每個力的作用位置和方向。2.構(gòu)件的受力圖

1)概念:表示構(gòu)件受力情況的簡明圖形稱為受力圖。2）畫受力圖的一般步驟為：（1）畫出研究對象的分離體簡圖；（2）在簡圖上標上已知的全部主動力；(3)在簡圖上標上解除約束處畫上相應(yīng)的約束力。

當前第23頁\共有32頁\編于星期六\18點例4-1圖1-30a所示的三鉸拱橋，由左、右兩半拱橋鉸接而成，畫左半拱橋AB的受力圖答案當前第24頁\共有32頁\編于星期六\18點當前第25頁\共有32頁\編于星期六\18點例1-7

圖1-31a所示為內(nèi)燃機主運動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖，試畫出活塞B的受力圖答案當前第26頁\共有32頁\編于星期六\18點當前第27頁\共有32頁\編于星期六\18點例1-8圖1-32a所示為凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖，試畫出從動件AB的受力圖nn答案當前第28頁\共有32頁\編于星期六\18點當前第29頁\共有32頁\編于星期六\18點課堂練習當前第30頁\共有32頁\編于星期六\18點如圖所示為支架結(jié)構(gòu)簡圖，試畫出桿AB與桿CD的受力