约束和约束力.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,约束和约束力,自由体,：位移不受限制的物体。如飞行中的飞机等。,非自由体,：位移受到限制的物体。如重物由钢索吊住等。,约束,：对非自由体的位移起限制作用的物体。,约束力,：约束对非自由体的作用力。,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）,2,光滑接触面约束,3,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,F,N,表示,4,2、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,F,T,表示,5,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,6,3、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,7,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,可用二个通过轴心的正交分力,Fx,Fy,表示,8,（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,9,光滑圆柱铰链约束,10,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,11,（3）固定铰链支座,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,12,4、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,13,(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,14,（3）止推轴承,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,15,总结,（1）光滑面约束法向约束力F,N,（2）柔索约束张力F,T,（3）光滑铰链 F,Ay,F,Ax,（4）滚动支座F,N,光滑面,球铰链空间三正交分力,止推轴承空间三正交分力,16,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、按约束性质画出所有约束（被动）力,17,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,18,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,19,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),20,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?,21,例 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,22,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,23,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,24,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）,25,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,26,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,27,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？,28,思考,分析如下受力图是否有误，如何改正？,29,30,