第三章约束受力示力图

1、理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图1第三章第三章 约束、受力分析约束、受力分析示力图示力图理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图23-1 约束与约束反力约束与约束反力 阻碍某物体运动的周围物体则称为阻碍某物体运动的周围物体则称为约束约束。 约束对于物体的作用力称为约束对于物体的作用力称为约束力约束力（或（或约束反力约束反力），），也常简称为也常简称为反力反力。 与约束力相对应，有些力主动地使物体运动或使物体有运与约束力相对应，有些力主动地使物体运动或使物体有运动趋势，这种力称为动趋势，这种力称为

2、主动力主动力。如重力、水压力、土压力等等都。如重力、水压力、土压力等等都是主动力，工程上也常称作荷载是主动力，工程上也常称作荷载 。 确定约束力确定约束力方向方向的原则是：的原则是：约束力的方向总是与约束所能约束力的方向总是与约束所能阻止的运动方向相反。阻止的运动方向相反。 工程中常见的约束：工程中常见的约束：v某物体的运动所受的限制条件称为某物体的运动所受的限制条件称为约束约束。 理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图3 一、一、 柔柔 索索 绳索、链条、皮带等属于柔索类约束。由于柔索只能承受拉力，绳索、链条、皮带等属于柔索类约束。由于柔索只能

3、承受拉力，所以柔索给予所系物体的约束力作用于接触点，方向沿柔索中心线所以柔索给予所系物体的约束力作用于接触点，方向沿柔索中心线而而背离物体背离物体。 理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图4 二、二、 光滑接触面光滑接触面 光滑接触面的约束力通过接触点，沿接触面在该点的公法线，并为光滑接触面的约束力通过接触点，沿接触面在该点的公法线，并为压力（指向物体内部）。压力（指向物体内部）。 理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图5光滑接触约束示例：光滑接触约束示例：理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3

4、章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图6三、三、 铰连接铰连接上摆上摆销钉销钉下摆下摆铰的组成铰的组成理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图7C1. 铰链铰链AFAxFAy铰链约束力铰链约束力理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图82 2、固定铰支座、固定铰支座 约束力：与圆柱铰链相同。约束力：与圆柱铰链相同。AFAxFAyA理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图93活动铰支座或辊轴支座活动铰支座或辊轴支座 在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有

5、光滑辊轴而成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理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图10四、四、 连连 杆杆 连杆只在两端各受一力，是二力杆。所以，杆连杆只在两端各受一力，是二力杆。所以，杆AB的两的两端所受的力端所受的力 及及 除必定沿除必定沿AB线作用外，还有：线作用外，还有： BAFF理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图11五、五、 球铰支座球铰支座 理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图12六、六、 径向轴承与止推轴承径向轴承

6、与止推轴承 1. 径向轴承径向轴承理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图132.2.止推轴承止推轴承理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图14七、七、 固定支座与固定连接固定支座与固定连接 xFyFzFxMyMzMAMAxFAyF理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图153-2 受力分析和示力图受力分析和示力图 一、一、 计算简图计算简图 选择计算简图的原则：选择计算简图的原则：选择计算简图通常包括以下一些内容：选择计算简图通常包括以下一些内容：1.能

7、正确反映实际结构（或机构）的工作性能；能正确反映实际结构（或机构）的工作性能；2.便于力学计算。便于力学计算。1.结构的简化结构的简化2.约束的简化约束的简化3.荷载的简化荷载的简化4.确定尺寸确定尺寸理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图16二、二、 结构计算简图举例结构计算简图举例 理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图17吊臂：吊臂：结构的简化结构的简化约束的简化约束的简化2荷载的简化荷载的简化标注尺寸标注尺寸计算简图计算简图约束的简化约束的简化1理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章

8、 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图18三、三、 示力图示力图 在确定的考察对象上画上别的物体作用于它的力在确定的考察对象上画上别的物体作用于它的力(包括主动力和约包括主动力和约束力束力)，这样构成的图形称为，这样构成的图形称为示力图或受力图示力图或受力图，有时也叫隔离体图，有时也叫隔离体图 。 作示力图是解答力学问题的作示力图是解答力学问题的第一步工作第一步工作，也是很重要的一步工作，不能，也是很重要的一步工作，不能省略，更不容许有任何错误。省略，更不容许有任何错误。正确作出示力图正确作出示力图，可以清楚表明物体受力情况，可以清楚表明物体受力情况和必需的几何关系，有助于对问题分析和所需数

9、学方程的建立，因而也是求和必需的几何关系，有助于对问题分析和所需数学方程的建立，因而也是求解力学问题的一种有效的手段。如果不画示力图，求解将会发生困难，乃至解力学问题的一种有效的手段。如果不画示力图，求解将会发生困难，乃至无从着手。无从着手。如果示力图错误，必将导致错误结果如果示力图错误，必将导致错误结果，在实际工作中就会造成生，在实际工作中就会造成生产建设的损失，有时甚至会造成极严重的危害。因此，在学习力学时，必须产建设的损失，有时甚至会造成极严重的危害。因此，在学习力学时，必须一开始就养成良好习惯，认真地、一丝不苟地作示力图，再据以作进一步的一开始就养成良好习惯，认真地、一丝不苟地作示力图

10、，再据以作进一步的分析计算。分析计算。 理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图19画示力图的步骤：画示力图的步骤：1.选取研究对象，画选取研究对象，画脱离体图脱离体图；2.画脱离体受到的主动力；画脱离体受到的主动力；3.分析脱离体受到的约束力；分析脱离体受到的约束力；4.检查。检查。脱离体：把研究对象从与它有联系的周围物体中分离出脱离体：把研究对象从与它有联系的周围物体中分离出来，解除约束后的这个物体称为来，解除约束后的这个物体称为脱离体脱离体。理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图20理论力学电子

11、教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图21受受受受理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图22理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图23工程事故实例：工程事故实例：双曲拱桥，长双曲拱桥，长30余米余米理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图24 设计时遗漏扬压力，设计时遗漏扬压力，1977年建成，脚手架拆除年建成，脚手架拆除后，东侧桥台发生很大水后，东侧桥台发生很大水平位移，路面拱起，桥的平位移，路面拱起，桥的拱顶下降数

12、十厘米，拱肋拱顶下降数十厘米，拱肋发生多处裂缝。发生多处裂缝。L形桥台与肋拱形桥台与肋拱理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图25工程补救工程补救：挖去路面材：挖去路面材料，改用轻质填料，增料，改用轻质填料，增加桥墩。加桥墩。后果后果：减少了过水断面，：减少了过水断面，影响了泄洪能力，造成影响了泄洪能力，造成桥墩处严重淤积，影响桥墩处严重淤积，影响航运。航运。重大经济损失罪重大经济损失罪理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图26理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图

13、受力分析示力图27理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图28 用力用力F 拉动碾子以轧平路面拉动碾子以轧平路面,重为重为G 的碾子受到的碾子受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图29理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图30 屋架如图所示屋架如图所示。A处为固处为固定铰链支座，定铰链支座，B处为活动支处为活动支座搁在光滑的水平面上。座搁在光滑的水平面上。已知屋架

14、自重已知屋架自重G，在屋架的，在屋架的AC边上承受了垂直于它的边上承受了垂直于它的均匀分布的风力，单位长均匀分布的风力，单位长度上承受的力为度上承受的力为q。试画出。试画出屋架的受力图。屋架的受力图。理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图31理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图32 如图所示，水平梁如图所示，水平梁AB用斜杠支用斜杠支撑，撑，A ，C ，D三处均为光滑铰三处均为光滑铰链连接。匀质梁重链连接。匀质梁重G1 ，其上放，其上放一重为一重为G2 的电动机。如不计杆的电动机。如不计杆CD的自

15、重，试分别画出杆的自重，试分别画出杆CD和和梁梁AB（包括电机）的受力图。（包括电机）的受力图。理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图33DF理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图34 如图所示，梯子的两部分如图所示，梯子的两部分AB和和AC在在A点铰接，又在点铰接，又在D ，E两点用水平绳连接。梯子放在两点用水平绳连接。梯子放在光滑水平面上，若其自重不计，光滑水平面上，若其自重不计，但在但在AB的中点处作用一铅直载的中点处作用一铅直载荷荷F。试分别画出梯子的。试分别画出梯子的AB，AC部分以及整个

16、系统的受力图。部分以及整个系统的受力图。F理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图35FAyFFAxFBDFAxFAyFEF理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图36ABCDF1F2m光滑接触光滑接触作图示钢架整体及作图示钢架整体及AC和和CD的示力图（讨论）。的示力图（讨论）。理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图37 如图所示平面构架，由杆如图所示平面构架，由杆AB ， DE及及DB铰接而成。钢绳一端拴在铰接而成。钢绳一端拴在K处处，另一端绕过定滑轮

17、另一端绕过定滑轮和动滑轮和动滑轮后拴后拴在销钉在销钉B上。重物的重量为上。重物的重量为G，各杆和各杆和滑轮的自重不计。（滑轮的自重不计。（1）试分别画出各）试分别画出各杆，各滑轮，销钉杆，各滑轮，销钉B以及整个系统的受以及整个系统的受力图；（力图；（2）画出销钉）画出销钉B与滑轮与滑轮一起一起的受力图；（的受力图；（3）画出杆）画出杆AB ，滑轮，滑轮 ， ，钢绳和重物作为一个系统时的受，钢绳和重物作为一个系统时的受力图。力图。 理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图38理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图39DBFCyFCxF理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力图40KF1F理论力学电子教案理论力学电子教案第第3 3章章 约束约束 受力分析示力图受力分析示力