2.2约束、约束反力

1、2.2约束、约束反力和受力图约束、约束反力和受力图1 1、熟悉工程上常见的几种约束类型及、熟悉工程上常见的几种约束类型及其约束反力的确定其约束反力的确定2 2、掌握约束反力的画法、掌握约束反力的画法o 球会掉下来么，为什么？ o 火车怎么行走？ o 门为什么只能转动，而不能上下左右移动？ 绳子拉力铁轨，轨道受到了门轴的约束，只能从一面打开约束的定义约束的定义q 自由体自由体凡是能在空间作做任意运动的物体凡是能在空间作做任意运动的物体称为自由体。称为自由体。 例：空中飞机、小鸟等。例：空中飞机、小鸟等。q 非自由体非自由体如果物体受到其它物体对它的限如果物体受到其它物体对它的限制，在某些方向不能

2、自由运动则称为非自由体。制，在某些方向不能自由运动则称为非自由体。一个物体的运动受到周围物体的限制，那这些周围物体就是约束。由约束产生的，限制物体运动由约束产生的，限制物体运动的力。的力。n 例如例如: :n 汽车轮轴、地面是车轮的约束，轴对轮汽车轮轴、地面是车轮的约束，轴对轮施加施加约束反力约束反力, ,轴承对轴施加约束反力。轴承对轴施加约束反力。n 地面对车轮的支承力为约束反力。地面对车轮的支承力为约束反力。约束反力约束反力n 约束反力约束反力由约束产生的，由约束产生的，限制物体运动的力。限制物体运动的力。特点：特点：约束反力的特点约束反力的特点G约束反力n 1.1.大小：根据情况计算，不

3、固定；大小：根据情况计算，不固定；n 2.2.方向：与被约束物体趋势运动方向相反；方向：与被约束物体趋势运动方向相反；n 3.3.作用点：在物体与约束相接触的地方。作用点：在物体与约束相接触的地方。n常见约束的分类：常见约束的分类：柔性约束柔性约束光滑面约束光滑面约束固定端约束固定端约束圆柱铰链约束圆柱铰链约束固定铰链支座固定铰链支座活动铰链支座活动铰链支座o柔性约束柔性约束：绳子、钢丝绳、皮带、 链条等构成的约束。o柔性约束反力特点：柔性约束反力特点：1.只有拉力，没有压力；2.力的箭头背离受力体；3.作用线沿绳索通过接触点。o表示方法表示方法 用T T或F FT T表示FT上海长江大桥o光

4、滑面约束光滑面约束：指两个接触物体，在接触面上的摩擦忽略不计的约束。o光滑面光滑面反力特点：反力特点：1.只有压力，没有拉力；2.力的箭头指向受力体；3.作用线沿公法线方向。o表示方法表示方法 用F FN N表示FNBFNAo光滑面约束反力的方向光滑面约束反力的方向: :1.1.光滑面为平面光滑面为平面接触平面的接触平面的垂线方向垂线方向2.2.光滑面为圆曲面光滑面为圆曲面接触圆面的接触圆面的半径方向半径方向3.3.光滑面为尖点光滑面为尖点反过来看受力体的形状反过来看受力体的形状受力体为直线边缘受力体为直线边缘 受力体为圆曲边缘受力体为圆曲边缘 垂直方向垂直方向 半径方向半径方向o铰链约束：铰

5、链约束：用于连接构件或者零部件，铰链一般是两个带有圆孔的物体，用光滑圆柱形销钉相联接。o主要类型主要类型：固定铰链支座、活动铰链支座、链杆约束。o（1）固定铰链支座：圆柱铰链约束中，某构件固定 为基座，就成为固定铰链支座。o 特点：力的作用线通过铰点；力的方向待定；反力由固定的支撑而产生。xo三种表示形式三种表示形式FFo 定义：在固定铰链支座下安装一排滚轮，支座可以 延固定支撑面运动但不脱离支撑面。o特点：力的作用线通过铰点；力的方向垂直于支撑面；支撑面产生一个反力。活动铰链支座约束实例o 约束特点：约束特点： 限制了平面内所有可能的运动（被约束构件既不限制了平面内所有可能的运动（被约束构件

6、既不能移动和也不能转动）。能移动和也不能转动）。受力分析步骤如下：根据题目恰当地选择研究对象，研究对象可以是一个物体或一个物系。取分离体。在分离体上画出构件所受的主动力，并标出各主动力的名称。根据约束的类型确定约束反力的位置与方向，画在分离体上，并标出各约束反力的名称。【例1】如下图所示水平梁AB受已知集中力P作用，A端为固定铰，B端为可动铰支座，不计杆件自重，作梁AB的受力图。【例1】如下图所示水平梁AB受已知集中力P作用，A端为固定铰，B端为可动铰支座，不计杆件自重，作梁AB的受力图。解：以梁AB研究对象，受主动力P作用，B端为可动铰支座，它的约束反力用垂直于支承面的力R3表示，A端为固定铰，约束反力用两个互相垂直的分力R1、R2表示，如设主动力P与R3作用线的交点为C，则A端的约束反力也可用沿AC的力R表示。R3R1R2R固定端约束固定端约束o 约束反力的确定：约束反力的确定： 固定端约束能限制物体沿任何方向的移动，固定端约束能限制物体沿任何方向的移动，也能限制物体在约束处的转动。所以