理論力學(xué) 教學(xué)課件 作者 顧曉勤 等第3節(jié) 約束和約束反力.ppt

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1、自由體:在空間自由運(yùn)動(dòng),其位移不受限制的物體稱為自由體。約束:事先給定的、限制物體運(yùn)動(dòng)的條件稱為約束。對(duì)非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體也可稱為約束。約束反力:約束作用于物體以限制物體沿某些方向發(fā)生位移的力稱為約束反力或約束力、反力。主動(dòng)力:約束反力以外的其它力統(tǒng)稱為主動(dòng)力。幾個(gè)概念一、柔索約束工程中鋼絲繩﹑皮帶﹑鏈條﹑尼龍繩等都可以簡(jiǎn)化為柔軟的繩索,簡(jiǎn)稱柔索。柔索對(duì)物體的約束反力,作用在接觸點(diǎn),方向沿著柔索背離物體(即柔索承受拉力)。通常約束反力用或表示。二、具有光滑接觸表面的約束在所研究的問(wèn)題中,

2、如果兩個(gè)物體接觸面之間的摩擦力很小,可以忽略不計(jì)時(shí),則認(rèn)為接觸面是光滑的。光滑接觸面對(duì)物體的約束反力,作用在接觸點(diǎn)處,作用線方向沿接觸表面的公法線,并指向物體(即物體受壓力)。這種約束反力稱為法向反力,用表示。BA三、光滑圓柱鉸鏈約束光滑圓柱鉸鏈約束是由兩個(gè)帶有圓孔的構(gòu)件并由圓柱銷釘連接構(gòu)成。工程中有許多具體應(yīng)用形式。1.光滑圓柱銷釘連接該連接使被約束的兩構(gòu)件只能繞銷的軸線作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。光滑圓柱銷釘連接的約束反力必通過(guò)鉸鏈中心,方向不定。約束反力用兩個(gè)正交分力﹑來(lái)表示。2.向心軸承所受約束性質(zhì)與光滑圓柱銷釘連

3、接相同。約束反力用兩個(gè)正交分力﹑來(lái)表示。分為向心滾動(dòng)軸承和向心滑動(dòng)軸承。3.固定鉸鏈支座在支座和支承面之間有輥軸。4.可動(dòng)鉸鏈支座轉(zhuǎn)軸軸線在空間固定。固定鉸鏈支座的約束反力往往不能預(yù)先確定??蓜?dòng)鉸鏈支座對(duì)結(jié)構(gòu)沿支承面的運(yùn)動(dòng)沒有限制,因此可動(dòng)鉸鏈支座的約束反力垂直于支承面。四、光滑球鉸鏈約束對(duì)于光滑球鉸鏈約束,由于不計(jì)摩擦,并且球只能繞球心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),所以約束反力必通過(guò)球心并且垂直于球面,即沿半徑方向。因?yàn)轭A(yù)先不能確定球與球窩接觸點(diǎn)的位置,所以約束反力在空間的方位不能確定。因此約束反力以三個(gè)正交分量﹑﹑表示。五

4、、鏈桿約束鏈桿:兩端用光滑鉸鏈與其它物體相連且不計(jì)自重的剛性直桿。二力桿:只受兩個(gè)力作用并且平衡的構(gòu)件。ABC二力桿五、鏈桿約束鏈桿:兩端用光滑鉸鏈與其它物體相連且不計(jì)自重的剛性直桿。在機(jī)械工程應(yīng)用中,要對(duì)實(shí)際約束的構(gòu)造及性質(zhì)進(jìn)行全面考慮,抓住主要矛盾,忽略次要因素,將其近似地簡(jiǎn)化為相應(yīng)的典型約束形式,以便計(jì)算分析。注意二力桿:只受兩個(gè)力作用并且平衡的構(gòu)件。鏈桿對(duì)物體的約束反力也必沿著鏈桿軸線,指向不能預(yù)先確定。

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