于英建筑力學(xué)06-約束與約束反力上

建筑力學(xué)第一章第三節(jié)約束與約束反力（上）合肥鐵路工程學(xué)校機電教研室5/27/20241約束與約束反力（上）溫故知新學(xué)習(xí)探究知識強化課堂延伸提綱挈領(lǐng)一、約束與約束反力的概念二、柔索約束三、光滑接觸面約束5/27/20242本節(jié)課需要解決的問題:1、約束與約束反力的概念2、柔索的約束力3、光滑接觸面的約束力學(xué)習(xí)探究5/27/20243第一章靜力學(xué)的基本概念第三節(jié)約束與約束反力（上）5/27/20244一、知識回顧1、“四公理”+“兩推論”2、平行四邊形法則—計算方法5/27/202453、用平行四邊形法則，求下列五個圖的力的合力。F2=30KNF1300300圖110KN300300F1=30KNF2F合用尺子測量，根據(jù)比例尺可得合力為52KN。5/27/202463、用平行四邊形法則，求下列五個圖的力的合力。F1圖110KN300300F2F合常見錯誤：1、線段末端不畫箭頭2、箭頭超過線段長度3、不給出合力的結(jié)果用尺子測量，根據(jù)比例尺可得合力為52KN。5/27/202473、用平行四邊形法則，求下列五個圖的力的合力。F1=40NF2=40N600圖310KNOOF1F2F合600用尺子測量，根據(jù)比例尺可得合力為68N。合力與水平線的夾角用量角器測得為30度。3005/27/20248F1F290°F1=30N,F2=40N3、用平行四邊形法則，求下列五個圖力的合力。圖4F合5/27/20249F3F490°3、用平行四邊形法則，求下列五個圖力的合力。F3=30N,F4=40N圖5F41、依據(jù)力的可傳性原理，將F4右移到0點O2、依據(jù)力的三角形法則，畫出合力并測量其大小和角度。F合5305/27/202410力的正交分解步驟：①建立直角坐標(biāo)系②從線段的箭頭處向兩個坐標(biāo)軸做垂線得到矩形。③運用三角函數(shù)求解Fx,FyxFxFy

yF合O5/27/202411

認(rèn)知

技能認(rèn)識七種約束了解其特點會畫七種約束的約束反力學(xué)習(xí)目標(biāo)5/27/202412基本概念：約束與約束反力5/27/202413自由體——可以任意運動的物體。（空間位移不受限制）1.基本概念自由體5/27/202414自由體5/27/202415非自由體——受到了其他物體的限制，而不能沿某些方向運動時，這種物體稱為非自由體。如軌道上的火車?；靖拍?/27/202416非自由體：放在玻璃杯中的氣球運動受限制的物體叫非自由體。自由體：飄在空中的氣球運動不受限制的物體叫自由體。5/27/202417是自由體嗎？課間休息了，你是嗎？現(xiàn)在正在學(xué)校上課你是自由體嗎？5/27/202418約束——阻礙物體運動的限制條件約束：由周圍物體構(gòu)成的、限制非自由體移動的條件。5/27/202419約束：阻礙物體運動的限制條件。約束體：限制非自由體運動的周圍物體。列車是非自由體鐵軌是約束體被約束物體約束5/27/202420約束力：約束對被約束體物體的作用力約束限制物體的運動，靠的就是約束力，也叫約束反力。鐵軌作用在車輪上的力就是約束力繩子作用在小球上的拉力力就是約束力5/27/202421約束反力：就是約束力，簡稱反力討論一下水杯和手機受到的約束力是什么力？5/27/202422大小方向作用點待定通過計算獲得與該約束所能阻礙的位移方向相反接觸部位約束反力的特點5/27/202423工程上力的分類力主動力約束力—能主動引起物體運動或使物體有運動趨勢的力（重力、推力、風(fēng)力）—阻礙限制物體運動或產(chǎn)生運動趨勢的力

（軌道對車輪的力）（地板對講臺的力）荷載5/27/202424常見的四種約束及其約束反力Title

柔索約束

光滑接觸面約束鏈桿約束

圓柱鉸鏈約束5/27/202425第一種約束：柔索約束5/27/202426柔索：絕對柔軟、無質(zhì)量、無粗細(xì)、不可伸長或縮短（或者本身質(zhì)量可以忽略不計）1.柔索約束5/27/202427柔索約束桁架：由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結(jié)構(gòu)5/27/202428柔索只能承受拉力，約束力為拉力，作用線沿柔索背離物體。屬于這一類約束的有:軟繩、鏈條或膠帶等。5/27/202429大小作用點未知通過計算獲得沿著柔索背離物體的方向柔索與物體的接觸點柔索約束反力的特點拉力FT5/27/202430約束力的方向與限制物體運動的方向相反限制該方向的運動柔索約束5/27/202431方向、作用點：柔索的約束反力FT通過接觸點，沿柔索而背離物體。約束體約束反力TWA柔繩約束限制方向反力方向5/27/202432

約束類型與實例柔繩、鏈條、皮帶構(gòu)成的約束5/27/202433

約束類型與實例柔繩、鏈條、皮帶構(gòu)成的約束5/27/202434柔繩、鏈條、皮帶構(gòu)成的約束

約束類型與實例5/27/202435FT1FT2F’T1’F’T2皮帶的約束反力5/27/202436練習(xí)判斷A點、B點處的鏈條對物體的約束反力的方向。5/27/202437第二種約束：光滑接觸面約束5/27/202438接觸面絕對光滑摩擦力可忽略不計2.光滑接觸面約束5/27/2024395/27/202440約束力沿接觸面公法線方向并指向物體。FN法線切線5/27/202441大小作用點未知沿著接觸面的公法線方向指向物體兩個物體接觸的那點光滑接觸面約束反力的特點壓力FN(N)5/27/202442光滑接觸面約束

約束類型與實例FNFNFN5/27/202443BAC公切面公法線5/27/202444光滑接觸面的約束反力作用在接觸點處，方向沿公法線，指向受力物體。FNAFNB判斷綠色桿狀物體在A點、B點處受到的的約束反力的方向。5/27/202445光滑接觸面的約束反力作用在接觸點處，方向沿公法線，指向受力物體。判斷半圓狀物體在A點、B點和C點處受到的的約束反力的方向。5/27/202446在不計摩擦的條件下，齒輪間的約束也屬于光滑面約束。5/27/202447光滑接觸面的約束反力作用在接觸點處，方向沿公法線，指向受力物體。切線法線FN5/27/202448判斷黃色圓球在A點、B點處受到的約束反力的方向。C練習(xí)ABABCAB判斷藍(lán)桿在B點、C點處受到的約束反力的方向。5/27/202449作業(yè)ABCDE求左圖的桿件和右圖的小球的約束反力，摩擦不計，重力都為G.繩5/27/202450第三種約束：圓柱鉸鏈約束5/27/202451銷釘連接的構(gòu)件中，只限制物體在垂直于銷釘軸線的任意方向上相對移動，不限制其轉(zhuǎn)動，不計摩擦3.圓柱鉸鏈約束5/27/202452圓柱鉸鏈約束兩個物體做出相同直徑的孔并用一個圓柱形銷釘連接起來，不計摩擦，即構(gòu)成圓柱鉸鏈5/27/202453

約束類型與實例5/27/202454限制運動的方式限制方向反力方向5/27/202455約束特點：限制兩物體在垂直于銷釘軸線的平面內(nèi)沿任意方向相對移動，而不能限制物體繞銷釘軸線的相對轉(zhuǎn)動和沿軸線方向的相對移動。圓柱鉸鏈軸限制向外移動訂書機：圓柱鉸鏈約束5/27/202456鉸剪刀：圓柱鉸鏈約束5/27/202457光滑圓柱鉸鏈約束光滑圓柱鉸鏈約束AB

約束類型與實例帶銷釘

一般不必分析銷釘受力，當(dāng)要分析時，必須把銷釘單獨取出畫受力圖。5/27/202458圓柱鉸鏈的力學(xué)簡圖5/27/202459大小作用點未知不確定與銷釘軸線垂直的平面內(nèi)銷釘與物體的接觸點圓柱鉸鏈約束反力的特點5/27/202460圓柱鉸鏈的約束反力方向F5/27/202461圓柱鉸鏈的約束反力方向F力學(xué)簡圖ABAFxFy圓柱鉸鏈的約束反力一般用其兩個分力表示。5/27/202462光滑圓柱鉸鏈約束FxFyF’xF’y作用點放在尾部作用點放在箭頭Fy=-F’yFx=-F’x5/27/202463力學(xué)簡圖AFxFyABCBF’xF’y5/27/202464光滑圓柱鉸鏈約束實例

約束類型與實例5/27/202465圓柱鉸鏈約束實例力學(xué)簡圖ABC5/27/202466光滑圓柱鉸鏈約束實例

約束類型與實例5/27/202467第四種約束：鏈桿約束5/27/202468兩端以鉸鏈與其它物體連接,不計自重且中間不受力的剛性直桿稱鏈桿，只能限制物體沿鏈桿軸線方向運動4.鏈桿約束5/27/202469鏈桿約束5/27/202470鏈桿約束5/27/202471鏈桿約束鉸鏈鉸鏈5/27/202472FAFBACB鏈桿約束AB

約束類型與實例AB桿是AC桿的鏈桿約束AB桿是二力桿嗎？力學(xué)簡圖AB桿既是鏈桿，也是二力桿5/27/202473大小作用點未知沿鏈桿軸線，方向相向、相背待定鏈桿與物體的物體的接觸點鏈桿約束反力的特點5/27/202474鏈桿和二力桿有什么區(qū)別和聯(lián)系？思考？ACB5/27/202475二力桿鏈桿鏈桿是二力桿，二力桿不一定是鏈桿鏈桿是直桿，二力桿可以是直桿或者曲桿鏈桿受力在桿的軸線上，二力桿是兩端點的連線5/27/202476CABABFAFB受力圖正確嗎?5/27/202477CABABFAFB

約束類型與實例二力桿！5/27/202478球在空間受什么約束？火車行走靠什么約束？軸和軸承的轉(zhuǎn)動受什么約束？門只能轉(zhuǎn)動，而不能上下左右移動？鞏固提高5/27/202479繩CDBAEO畫出藍(lán)色物體的受力圖G

G

5/27/202480繩CDE畫出藍(lán)色物體的受力圖G

脫離體G

FTD

FTE

5/27/202481BAO畫出藍(lán)色物體的受力圖G

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