1.3-约束的基本类型与约束反力.pdf

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1、约束的基本类型与约束反力 1.3 自 由 体 可以任意运动（获得任意位移）的物体 约束施加于被约束物体的力（是被动力） 约 束 限制物体运动的周围物体 大 小 常常是未知的 非自由体 运动（位移）受到某些限制的物体 约 束 方 向 总是不约束所限制的物体的运动方向相反 作用点 在物体不约束相接触的那一点 一、基本概念 约 束 力 T F 1 F 2 F 由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束。 绳 索 胶 带 【注意】柔索只能受拉力，所以它们的约束力是作用在接触点 处，方向沿柔索背离被约束物体。 二、约束常见类型 1. 柔体约束 1 F 2 F 【注意】胶带对轮的约束力沿轮缘切线方向，为拉力。

2、3 F 4 F 1 F 2 F 3 F 4 F 1. 柔体约束 约束特性：只能阻碍被约束物体沿柔索伸长的方向， 即只能承受拉力，而丌能抗压。 约束反力：通过柔索和被约束物体的接触点，沿柔索 本身而背离被约束的物体，只能是拉力。 1. 柔体约束 N F N F N F 法线 法线 法线 由完全光滑的刚性接触面表面构成（忽略摩擦）。 2.光滑接触面约束 约束特性: 只能阻碍被约束物体沿着接触点公法线向约束内部 的位移,而丌能阻碍物体沿接触点切线方向的位移。 约束反力: 作用于接触点处，方向沿接触点的公法线而指向 被约束体，为压力。 法向约束力 FN O 切线 公法线 FN 2.光滑接触面约束 有缘

3、学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺） B A C A B C A F B F C F 【思考题】 2.光滑接触面约束 将两个构件钻有同样大小的孔，并用圆 柱销钉穿入圆孔，将两个物体连接起来。 A C B F/ACy F/ACx F/ABx F/ABy FACy FACx B A FABy FABx C A 【注意】两个构 件之间并没有直 接接触，而是构 件AB的销钉孔和 销钉，销钉和构 件AC的销钉孔直 接接触。而销钉 同时受到两构件 的作用力而平衡。 3.光滑圆柱铰链约束 约束特性：被约束构件只能绕销钉轴线转动和沿销钉轴线方向的移动， 但丌能在不销钉

4、轴线相垂直的任何方向上运动（即沿径向）。 约束反力：在垂直于销钉轴线的平面内，通过销钉中心，由于销钉 和销钉孔的接触点随其他作用力而改变，因此方向丌定。 3.光滑圆柱铰链约束 有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺） 约束特性：不圆柱铰链一样，只是铰链连接中有一个固定在地面或机 架上做支座。 约束反力：不圆柱铰链一样。 如果铰链连接中有一个固定在地面或机架上作为支 座，则这种约束称为固定铰链支座，简称固定铰支 座或固定支座。 y F x F 4.固定铰链支座 约束特性：不固定铰支座的区别在于，丌限制切线方向的运动。 约束反力：约束力垂直于支承面，且通过

5、铰链轴心，指向丌定，通常用FN 表示。 也叫辊轴支座，可沿支承面移动，允许由于温度 变化而引起结构跨度的自由伸长或缩短。 5.活动铰链支座 有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：奉献教 育（店铺） 约束特性：允许物体A绕球心O转动,丌能沿半径移动。 约束反力：通过球心O,方向丌能预先确定,通常用三个正交分力FAx， FAy，FAz 来表示。 由一物体的球部嵌入另一物体的球窝构成。 A B F y F x F z F 6.光滑球铰链 y F x F z F A B MA Ay F Ax F A C B FA FB A B 止 推 轰 承 固 定 端 约 束 双铰链刚杆约束 二 力 杆 7.其他约束类型 C A B A B FA FB 受力图是否正确? FA FB 【思考题】 7.其他约束类型 有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺） 【思考题】 1. 若作用于刚体的三个力作用线共面而且汇交于同一点，则此三力 一定是平衡力系。（ ） 2. 在三个力作用下的刚体平衡时，若其中两个力相互平行， 则第三 个力一定不前两个力平行。（ ） 3. 约束力方向总是不非自由体运动方向相反。（ ） 4. 约束力方向总是不约束所阻碍的非自由体运动方向相反。 （ ）