工程力学——1-4约束与约束反力.pptx

第四节 约束与约束反力约束反力：约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。1-4 1-4 约束与约束反力约束与约束反力一、概念一、概念自由体：自由体：位移不受限制的物体叫自由体。非自由体：非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。约束：约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束。（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）（这里，约束是名词，而不是动词的约束。）大小常常是未知的；方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；作用点在物体与约束相接触的那一点。约束反力特点：约束反力特点：GGN1N2主动力与约束力的区别 在物体上，除约束反力以外的力，即能主动引起物体运动或使物体产生运动趋势的力，称为主动力。例如，重力、风力、水压力、土压力、切削力、顶板压力等都是主动力。它们都是促使物体运动或有运动趋势的力。主动力在工程中也称为荷载。绳索类只能受拉只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点作用在接触点，方向沿绳索背离物体沿绳索背离物体。二、约束类型和确定约束反力方向的方法：二、约束类型和确定约束反力方向的方法：1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束 由柔软而不计自重的绳索、链条、传动带等形成的约束由柔软而不计自重的绳索、链条、传动带等形成的约束称为柔体约束。称为柔体约束。PPTS1S1S2S2 约束反力作用在接触点处作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体沿公法线，指向受力物体2.光滑接触面的约束光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计光滑指摩擦不计)两个相互接触的物体，如果接触面上的摩擦力很小而略去不计，那么 由这种接触面所构成的约束，称为光滑接触面约束。PNNPNANB具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触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，故处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故处；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，用称为法向约束力，用称为法向约束力，用称为法向约束力，用 表示。表示。表示。表示。3.光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束 圆柱铰链 圆柱铰链简称铰链，它是由一个圆柱形销钉插入两个物体的圆孔中而构成。AAXAYAA约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀。如剪刀。如剪刀。如剪刀。4.4.铰链支座的约束铰链支座的约束a.a.固定铰链支座固定铰链支座 若圆柱销连接的两构件中有一个是固定若圆柱销连接的两构件中有一个是固定构件，则称其为固定铰链支座。构件，则称其为固定铰链支座。固定铰支座滑槽与销钉滑槽与销钉（双面约束）（双面约束）二二 力力 杆杆固定铰链支座固定铰链支座固定铰链支座固定铰链支座约束特点：约束特点：约束特点：约束特点：由上面构件由上面构件由上面构件由上面构件1 1或或或或2 2 之一与地面或机架固定而成。之一与地面或机架固定而成。之一与地面或机架固定而成。之一与地面或机架固定而成。约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同约束力：与圆柱铰链相同以上约束，其约束特性相同，均为轴与孔的配合以上约束，其约束特性相同，均为轴与孔的配合以上约束，其约束特性相同，均为轴与孔的配合以上约束，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。问题，都可称作光滑圆柱铰链。问题，都可称作光滑圆柱铰链。问题，都可称作光滑圆柱铰链。b.b.活动铰链支座活动铰链支座N的实际方向也的实际方向也可以向下可以向下约束特点：约束特点：约束特点：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在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑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。辊轴而成。辊轴而成。辊轴而成。约束力：约束力：约束力：约束力：构件受到构件受到构件受到构件受到光滑面的约束力。光滑面的约束力。光滑面的约束力。光滑面的约束力。活动铰支座