二力构件及其铰链受力的分析

1、二力构件及其铰链受力的分析杨桂娟（唐山工业职业技术学院，河北唐山063020）一疽搭：技摘 要：在进行受力分析时，首先查找二力构件，可以简化受力分析；在不同的情）兄下，铰链销钉可看成单独件或 件，使物体分析简化。关键伺：二力构件；铰链；受力分析中图分类号: TH131文献标识码：AAnalysis of the Forces on the Two - force Structural Partsand Their Feather JointsYAN G Gui - juan(Tangshan Indust rial Vocation - Technical College , Tangshan

2、 063020 )Abstract :Doing analysis of the forces , first of all , the two - force structural part s must be seeked , t hus t analysis can be simplified. In different canditions , the pin bolts of feather joints may be looked upon as sin part s or resultant part s , thus t he analysis of bodies can be

3、 simplified too .Key Words :two - force structural part ; feat her joint ; analysis of force在工程力学的教学中，“静力学”部分是重要 的基础之一，是将工程实物对象进行科学的抽象， 简化为力学的计算模型，受力图是静力学所特有 的力学模型。物体的受力分析方法和准确无误地作出受力 图是静力学的重点和难点，适当地选择研究对象 并画出正确的受力图是求解静力学问题的第一步， 也是学好静力学的关键。毋受力图时，应先找二 力构件。画其受力图，再画其他物体的受力图， 即画出主动力和约束反力。其中，约束反力分: 的重点和难

4、点是铰链反力的分析，铰链反力是: 销钉对连接件的反力。下面介绍二力构件的分析问题。1二力构件的结构及特点二力构件的结构形状是任意的，但连接的 点必须是铰链（见图1）。图1几种典型二力构件二力构件的特点：一是构件由两个铰链约束， 每个约束力的反力方向一般是不定的；二是除了 这两个约束力之外，构件不再受其他力的作用, 也不计自重。凡满足以上两个特点的构件，由于 必然形成二力平衡，它对物体的约束反力必在此 二约束点的连线。2二力构件分析简单的二力构件：两作用点铰链连接，构件 上无外力。构件受力分析.件AC上有外力P作用,故AC不是二力构件。构件BC : B、C两作用点为铰链连接，且BC 上无外力作用

5、，故BC是二力构件。受力分析见图3。图2构件结构图构件AC : A、C两作用点为铰链连接，但构图3二力构件受力分析图BC为二力构件，受力分析为：两力作用点为 B、C，作用在BC连线上，方向可暂自定。AC的受力分析：C点处受BC杆通过销钉施加的力Fc1 （与Fc反向，为作用力与反作用力关系。AC受外力P，A点受约束反力FA （也可用正 交分力xa、ya代替）。两作用点铰链连接，在铰链处有外力作用 （如图4）。图4构件结构图及受力分析图分析：B点处的外力G可看作是作用在杆件 AB的B点，与BC无关。杆件BC两力作用点为 B、C，作用在BC的连线上，那么BC为二力构 件。分析就比较简单，BC受力为F

6、b、Fc，等值反 向，在BC两点连线上。杆件AB :在AB上有外力W作用。B点处有 G的作用和B处有BC杆给的反作用力FB1的作用。 A点的约束反力为XA、YA。此题中，若把重力G 方攵在BC杆上（销钉在BC杆的B处），那么BC杆 就不能看成二力构件。在分析二力构件时，销钉在什么地方也有一定的影响（铰链处有外力作用时）。3销钉的分析用一个销钉连接两个构件时，可以把销钉和 一个构件看作一个整体来研究（见图4）。AB构件 中，将销钉B和AB件看作一个整体，这样理解 为:重物G挂在销钉B上，可以简化受力分析， 使BC为二力构件。若把销钉B看作是与BC件相 连，并且重物也挂在销钉B上，则BC杆不是二力

7、 构件，使得整个受力分析中AB、BC两个构件都 是非二力构件，使分析比较复杂。故遇到此情况5. eiauc fsoucvvuvaucawn时，应该把销钉与有外力的构件看作一个整体。在复合铰链中，铰链反力是指销钉对连接件 的反力，在分析销钉反力时应注意以下几点：把销钉作为一个物体来对待；明确销钉铰链有几个物体（包括挂在销钉上 的绳索）;铰接在一个销钉上，各杆件之间无直接联系, 都是通过销钉来联系的，即各杆与销钉之间有作 用与反作用的关系；画受力图时，根据具体情况确定销钉是否单独画出；一般情况下，销钉铰接两个构件时，销钉无 论放在哪一个构件上都不影响铰接点处的反作用 力，两者视为一个整体;若几个构

8、件铰接在一起，销钉应作为一个对 象来研究，在进行分析时，比较简单些；铰接点受力，或与绳索相连，视为物体与销 钉接触，销钉安装在哪一个构件上，集中力就跟 在哪一个构件上。分析各构件的受力情况（如图5）。q图5构件结构图及受力分析图在此题中，铰链C处有一外力P2，我们认为 它挂在销钉C上，并且销钉C与杆件BC作为一 个构件，这样就可以确定杆件AC为二力构件, 分析受力比较简单。AC为二力杆，在A、C两点受力分别为NA、NC，沿两点的连线方向。BC杆受力，在铰链C处受AC杆给的力NC1 （与NC为作用与反作用力）、外力q及七的作用。 B处的约束反力为XB、YB （方向自定）。分析各构件受力情况（如图6）。图6构件结构图及受力分析图在此题中，铰链C处为复合铰链，若把C处 的销钉单独考虑，则AC、DC、BC均为二力构 件，这样就简化了物体受力的分析过程。各构件 分析如下：DC在D、C两点受力分别为Ndc、 Ncd给两点的连线方向；AC杆在A、C两点受力 分别为Nac、Nca，作用在A、C线方向；BC杆在 B、C两点受力为Nbc、N 作用在CB连线方 向。销钉C作为一个构件受力，DC杆给的力个整体来分析，故AB受的力、A点的约束反力Na、 Nb； AC杆给的力NAC1:外力P ；BC杆给的力NBC1。综上所述，在进行物体的受力分析时，应从 最简单的、能够画出来的先画。即从二力构件画 起，而