第四節(jié)常見(jiàn)約束及受力圖

1 4工程中常見(jiàn)的約束及構(gòu)件的受力圖 一 約束與約束反力二 工程中常見(jiàn)的約束類(lèi)型三 構(gòu)件的受力分析及受力圖四 例題五 繪制受力圖注意事項(xiàng)六 課堂練習(xí)學(xué)習(xí)提要 一 約束與約束反力 工業(yè)用廠房 工程實(shí)例 皮帶傳動(dòng) 1 概念 約束 一物體的運(yùn)動(dòng)受到周?chē)矬w的限制時(shí) 這種限制就稱(chēng)為約束 約束力 約束限制物體運(yùn)動(dòng)的力稱(chēng)為約束力 鐵軌 柔性約束實(shí)例 2 作用于物體上的力分為兩類(lèi) 主動(dòng)力 使物體產(chǎn)生可能運(yùn)動(dòng)的力約束力 約束限制物體某種可能運(yùn)動(dòng)的力 二 工程中常見(jiàn)的約束類(lèi)型 1 柔性約束2 光滑面約束3 光滑圓柱鉸鏈約束4 固定端約束 1 柔性約束 1 概念 由繩索 膠帶 鏈條等所組成的約束為柔性約束 特點(diǎn) 這種約束只能限制沿物體沿柔索伸長(zhǎng)方向的運(yùn)動(dòng) 即 只能承受拉力 不能承受壓力 2 約束力方向 沿柔體的中線 背離被約束物體 常用符號(hào)FT表示 3 實(shí)例分析 柔性約束實(shí)例一 皮帶傳動(dòng) 3 實(shí)例分析 2 光滑面約束 1 概念 當(dāng)兩物體直接接觸 并可忽略接觸處的摩擦?xí)r 約束只能限制物體在接觸點(diǎn)沿接觸面的公法線指向約束物體的運(yùn)動(dòng) 而不能限制物體沿接觸面切線方向的運(yùn)動(dòng) 這類(lèi)約束稱(chēng)為光滑面約束 2 約束力方向 沿接觸點(diǎn)公法線 指向被約束物 常用符號(hào)FN表示 動(dòng)畫(huà)光滑面約束 實(shí)例分析 光滑面約束 實(shí)例分析 課堂練習(xí) 圖1 29a所示重G的球體A 用繩子BC系在墻壁上 畫(huà)出球體A的受力圖 答案 3 光滑圓柱鉸鏈約束 概念 兩構(gòu)件采用圓柱銷(xiāo)所形成的聯(lián)接 并忽略接觸處的摩擦 這類(lèi)約束就稱(chēng)為光滑圓柱鉸鏈約束 動(dòng)畫(huà)實(shí)例 1 固定鉸鏈支座概念 把圓柱銷(xiāo)聯(lián)接的兩個(gè)構(gòu)件中的一個(gè)固定起來(lái) 就稱(chēng)為固定鉸鏈 特點(diǎn) 只限制了構(gòu)件孔端的任意移動(dòng) 不限制構(gòu)件繞銷(xiāo)孔端的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 固定鉸鏈支座動(dòng)畫(huà) 固定鉸鏈支座動(dòng)畫(huà)一 固定鉸鏈支座符號(hào)表示方法 約束力的方向 固定鉸鏈和中間鉸 的約束力 通常用兩個(gè)正交的分力FNX FNY表示 特點(diǎn) 只限制了構(gòu)件孔端的任意移動(dòng) 不限制構(gòu)件繞銷(xiāo)孔端的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 圖示表示方法 中間鉸動(dòng)畫(huà) 概念 當(dāng)圓柱銷(xiāo)聯(lián)接的兩個(gè)構(gòu)件不固定 通常就稱(chēng)為中間鉸 2 中間鉸 注意 當(dāng)固定鉸鏈或中間鉸鏈約束的是二力桿時(shí) 其約束力滿足二力平衡條件 沿兩約束力作用點(diǎn)的連線 方向是確定的 實(shí)例 BC桿為二力桿 概念 原固定鉸鏈下邊不固定 安裝上滾柱就稱(chēng)為活動(dòng)鉸鏈支座 特點(diǎn) 只限制構(gòu)件沿支承面法線方向的移動(dòng) 約束力的方向 約束力過(guò)鉸鏈中心 垂直于支承面 指向構(gòu)件 常用符號(hào) FN表示 活動(dòng)鉸支座動(dòng)畫(huà) 活動(dòng)鉸支座實(shí)例 固定鉸鏈支座動(dòng)畫(huà) 4 活動(dòng)鉸鏈約束 活動(dòng)鉸鏈支座的幾種力學(xué)模型及約束力表示 例題 圖1 26桿AB的受力圖 答案 4 固定端約束 概念 工程中有一種常見(jiàn)的基本約束 如建筑物上的陽(yáng)臺(tái) 插入墻壁的電風(fēng)扇托架 鏜刀的刀桿和固定在刀架上的車(chē)刀等 這些約均稱(chēng)為固定端約束 固定端約束實(shí)例一 固定端約束實(shí)例二 固定端約束的力學(xué)模型及約束力表示 特點(diǎn) 既限制了被約束構(gòu)件的任意方向的移動(dòng) 又限制了被約束構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng) 約束力 常用兩個(gè)正交的約束分力FNAX FNAY與一個(gè)約束力偶MA表示 三 構(gòu)件的受力分析及受力圖 1 構(gòu)件的受力分析在靜力學(xué)中 受力分析是 分析所要研究的構(gòu)件 研究對(duì)象 上受到哪些作用力 包括主動(dòng)力和約束力 并確定每個(gè)力的作用位置和方向 2 構(gòu)件的受力圖1 概念 表示構(gòu)件受力情況的簡(jiǎn)明圖形稱(chēng)為受力圖 2 畫(huà)受力圖的一般步驟為 1 畫(huà)出研究對(duì)象的分離體簡(jiǎn)圖 2 在簡(jiǎn)圖上標(biāo)上已知的全部主動(dòng)力 3 在簡(jiǎn)圖上標(biāo)上解除約束處畫(huà)上相應(yīng)的約束力 例4 1圖1 30a所示的三鉸拱橋 由左 右兩半拱橋鉸接而成 畫(huà)左半拱橋AB的受力圖 答案 例1 7圖1 31a所示為內(nèi)燃機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 試畫(huà)出活塞B