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约束和约束力PPT课件

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静力学-约束和约束力

静力学-约束和约束力
—约束施加于被约束物体上的力，也称约束反力，简称反力。
约束—地面 约束力—地面作用在
车轮上的力
1-2 约束和约束力(Constraints and Reactions of Constraint)
FTA A
A
大小 ——待定
约 束 方向 ——与该约束所能阻碍的位移方向相反 力
作用点 ——接触处
1-2 约束和约束力(Constraints and Reactions of Constraint)
4.其他约束
1-2 约束和约束力
光滑铰链约束
—4. 其他约束
(a) 球铰链（空间光滑铰链） (4) 其他约束 (b) 止推轴承
(c) 固定端约束
1-2 约束和约束力
光滑铰链约束
—（a）球铰链
实物简图
Fz
Fy Fx
约束力
● 约束特点 构件可以绕球心任意转动， 但构件与球心不能有任何 移动
恐龙骨骼的铰链连接
约束力？
作业 1-1(a,b,c,f) 1-2(a,f,h)
—固定铰链支座
A
FAy
A FAx
1-2 约束和约束力
A
光滑铰链约束 —固定铰链支座
FAy
A
FAx
C
C
A
B A FAy
B FBy
FAx
FBx
1-2 约束和约束力
光滑铰链约束
—固定铰链支座
A
固
FAy
定
铰 链
A
FAx
支
座
1-2 约束和约束力
光滑铰链约束
A
A
—滑动铰链支座
FAy
A
FAx
固定铰链支座

工程力学之约束与约束力(PPT32页)

工程力学之约束与约束力(PPT32页)
互相联系又互相制约的。何谓约束呢？
§1-3 常见约束与约束力
一、概念 自由体：位移不受限制的物体叫自由体，如汽球。 非自由体：位移受限制的物体叫非自由体，如在槽内绿球。
§1-3 常见约束与约束力 ❖ 在工程实际中，构件总是以一定的形式与周围其
他构件相互联结，即物体的运动要受到周围其他 物体的限制如
固定铰链支座
FR
Fy
Fx
如果连接铰链中有一个构件与地基或机架相连，便构 成固定铰链支座，其约束反力仍用两个正交的分力Ｆx 和Ｆy表示
工程力学之约束与约束力(PPT32页)培训课件培训讲 义培训 ppt教 程管理 课件教 程ppt
工程力学之约束与约束力(PPT32页)培训课件培训讲 义培训 ppt教 程管理 课件教 程ppt
工程力学之约束与约束力(PPT32页)培训课件培训讲 义培训 ppt教 程管理 课件教 程ppt
❖ 【应用举例】徒手作出补充力
工程力学之约束与约束力(PPT32页)培训课件培训讲 义培训 ppt教 程管理 课件教 程ppt
【柔体约束特点】 只能承受拉力，而不能抵抗压力和弯曲 ，即只能限制物体沿着柔索中心线伸长方向的运动。
柔性体约束 属于这一类约束的有:柔软的绳索、链条或胶带等
【约束反力】 柔索的约束力作用在柔索与物体的连接点上，其方向一 定是沿着柔索中心线，背离被约束物体，即必为拉力。 【常用符号】 常用FT表示。
❖ 机械中常见的向心轴承实际上也构成圆柱形铰链 约束，如下图所示，可以断定轴承作用于轴颈的 约束力F在垂直于轴线的横截面内，但不能预先 确定其方向，可以用正交分力Fx 、Fy 来表示轴 承的约束力。
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工程中常见的约束类型和约束力ppt课件

工程中常见的约束类型和约束力ppt课件

7
图1-27 光滑铰链
第一章汽车常用构件力学分析
8
图1-28 曲柄滑块机构 1—活塞销 2—气缸 3—活塞 4—轴承 5—曲轴 6—连杆
第一章汽车常用构件力学分析
9
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
10
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
11
光滑铰链约束实例3
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
二、常见约束类型及约束反力确定
FT
第一章汽车常用构件力学分析
1
1、柔性约束
第一章汽车常用构件力学分析 Nhomakorabea2
柔性约束
第一章汽车常用构件力学分析
3
柔性约束
第一章汽车常用构件力学分析
4
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
5
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
6
刚性约束
光滑接触约束实例3
第一章汽车常用构件力学分析
18
例2
O
GD A
FE
B
P
FT
FD´
B
FA
D
O
A
G
FD
第一章汽车常用构件力学分析
19
例3
• 重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶 角处，A端放在光滑的水平面上，在点D处用一水 平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。
第一章汽车常用构件力学分析
20
例3
• 重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶 角处，A端放在光滑的水平面上，在点D处用一水 平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。
12
固定铰链支座
第一章汽车常用构件力学分析
13

1.3 约束和约束力

1.3 约束和约束力

绳索、链条、皮带等都是柔体约束 柔体约束反力画法举例
起吊重物时用的柔体约束
柔体约束反力画法举例
2.光滑面约束
只能限制物体沿着光滑面的垂线并指向光滑面的运动，而不能 限制物体沿着光滑面或离开光滑面的运动。 约束反力：通过接触点，沿接触面在该点的垂线方向作用的压 力，即指向被约束的物体。
光滑面约束举例
• 约 束 反 力 ：约束对被约束物体运动的阻碍作用。其方向总是 与约束所能限制的运动方向相反，其作用效果是限制被约束 物体的运动
• 主 动 力 ：与约束反对应，主动使物体运动或使物体有运动 趋势的力称为主动力。如重力、风压力、土压力等。主动力 在工程上称为荷载。一般情况下，物体总是同时受到主动力 和约束力的作用。主动力通常是已知的，而约束力则是未知 的。
(2)固定铰支座
限制物体的运动：可限制物体在垂直于销钉轴线的平面内沿任 意方向的移动，而不限制构件绕销钉轴线的转动。
约束反力：两个互相垂直的未知力F x、F y来表示。
画出下图(a)的受力图
解：显然AC杆受到A、B、C三处的光滑面约束，按照光滑 面约束的特点画出其受力图如图(b)所示
(a)
(b)
自我测试 学习目标
3. 链杆约束
返回
杆件两端是铰（或固定铰支座），且两铰之间不受任何力杆称 为链杆。 限制物体的运动：只能限制物体沿链杆的轴线方向的运动，而 不能限制其它方向的运动。 约束反力：链杆的约束反力沿链杆两端铰的连线，指向不定。
课题内容
名师点评
课堂练兵
4 .三种支座
(1).可动铰支座 限制物体的运动：不能限制物体绕销钉轴线的转动和沿支承面 方向的移动，只能限制构件沿垂直于支承面方向的移动。 约束反力：通过构件与支承面，并垂直于支承面，方向可能向 上，也可能向下。

工程力学_约束与约束力

工程力学_约束与约束力

具有光滑接触表面的约束
光滑接触面对物体的约束力是：通过接触点，方 向沿着接触面公法线方向，并指向受力物体。这类约 束反力也称法向反力，通常用ＦN表示
判断正误
关键：箭头通过球 心
三 光滑圆柱铰链约束
铰链联接是指两个构件通过销钉、螺栓等联结在一起， 两个构件只能发生相对转动而不能发生相对移动。
中间铰
❖ 【应用举例】徒手作出补充力
总结光滑圆柱形铰链
类型 中间铰链：
定义及约束力
被铰链联接的两个 构件如都未固定，为中间 铰链。其约束力为一对通 过铰链中心的正交分力。
固定铰链： 活动铰链支座：
被铰链联接的两个 构件如有一个被固定另外 一个可绕其发生相对转动， 为固定铰链。其约束力为 一对通过铰链中心的正交 分力。
本讲总结
❖ 理解约束概念 自由体 非自由体 约束 约束力
❖ 约束的三种类型（每种类型约束力如何确定） 柔性约束 光滑面约束 光滑圆柱形铰链约束三种
❖ 分析受力的步骤？ 分离体 主动力 约束力 会应用
习题1-1．画出下列指定物体的受力图。
关键：箭头朝外
❖ 分析受力图A、B端约束力是否正确？说明原因， 并改正错误。
关键：与绳索平行
二 常见的理想约束 2、光滑面约束及其约束力
当两物体接触面之间的摩擦力小到可以忽略不计时， 可将接触面视为理想光滑的约束。
这时，不论接触面是平面或曲面，都不能限制物体沿 接触面切线方向的运动，而只限制物体沿该方向进入约束 内部的运动 。
铰链将构件与支座 联结在一起，支座与基础 之间可以有沿接触面切线 方向的位移。其约束力垂 直支撑面并指向铰链中心。
图片
简图及约束力画法
§1-4 受力分析和受力图

1.6 约束与约束力

1.6 约束与约束力

例1-4如图是矿井巷道支护的三铰拱，试画出BC杆和整体三 铰拱的受力图。
P P N N NA
NB
（3） 光滑铰链约束与链杆约束
光滑铰链的构成方式：用销钉连接两个钻有相同 大小孔径的构件，就构成了铰链约束。
约束特点：限制物体沿径向 的位移。 约束力方向：在垂直于销钉 轴线的平面内并通过销钉中
心。 链杆约束的构成方式：杆件两端以铰链的形式与不同的物体连 接，杆件中间不受其他力的作用（杆件自重忽略），这样的直 杆称为链杆，对连接的物体而言，就是链杆约束。
(9)固定连接（刚性连接）
约束特点：阻止杆端在平面内任何方向的移动和转动。 约束力：FAx 、FAx 、MA。
(10)定向支座约束
约束特点：阻止杆端在平面铅锤方向的移动，但可以 在水平方向移动，阻止转动。 约束力：FAx 、FAx 、MA。
1.7 物体的受力图与受力分析
1.7.1 物体的计算简图
（3） 固定铰链支座约束
铰链约束实例
铰
铰
滑槽与销钉 （双面约束）
二力杆
例1 在图所示的三铰拱结构中，如将铰链C处的
销钉固连在构件II上，则构件I、II互为约束。铰
链处的约束力如图所示。
I
II
I
II
(5 )活动铰链支座约束
结构：约束由在铰链支座与光滑支承面间安装几个辊轴构成，
亦称辊轴支座约束。
[例] 画出下列各构件的受力图
请思考：分析下列结构中各构件的受力;
讨论哪些构件属于二力构件与 三力汇交
画受力图的注意事项： 1、可利用简单的平衡条件，如二力平衡条件，三力 汇交一点定理以及利用作用反作用定律正确、简洁地 画出物体的受力图。 2、当所研究的问题由多个物体组成，可根据需要， 取几个物体组成的系统为研究对象，取分离体。 3、画受力图时，必须考虑作用力与反作用力关系，

于英建筑力学07约束与约束反力练习一ppt课件

于英建筑力学07约束与约束反力练习一ppt课件
25
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
学习探究
例题：如下图所示，一小球放置在倾角为30°的斜面上， 为了防止小球滑落用一根与水平面成60°角的绳将其固 定，试画出小球受到的来自斜面的约束反力。
脱离体
60°
过接触点
G=100N 30°
沿公法线 指向球体
30°FN
2024/7/13
26
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
学习探究
约束类型与实例
光滑接触面约束的六种情况
④球和尖角
公法线:圆心与接触点的连线
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
学习探究 温故知新
学习探究
约束与约束反力练习一
知识强化
提纲挈领
课堂延伸
2024/7/13
1
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
2024/7/13
作用点 •接触 部位
10
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
学习探究
第一种约束：柔索约束
2024/7/13
11
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益

1.2约束与约束力

1.2约束与约束力

限制运动的方式：
限制物体在垂直销钉轴线的平面内沿任意 方向的相对移动。
由于销钉与销钉孔可在圆周上任一点发生接触， 因此，光滑圆柱形铰链提供一个过圆孔中心，大
小和方向均未知的二维约束力，一般用其两个分
矢量表示，
即
FAR＝ FAx＋ FAy
（3）固定铰支座
支座——把结构或构件与支承物（如桥墩、墙、柱、 机座等）连接起来的约束，称为支座。
用铰链将结构或构件与支座底板相连，则构成固
定铰支座。如图所示为固定铰支座的铰支座的底座与支承物体之间 安装几个辊轴，可构成可动铰支座， 又称辊轴支座。计算简图可以用图 1—12a所示的三种表示。
大型屋架、桥梁等结构在荷载、温度等影响
下发生变形时，将绕其端部略有转动，且两端之
2. 理想刚性约束
（1）光滑面接触（Smooth surface）
光滑面约束的约束反力作用在接触点处，沿两接
触面公法线方向，并指向受力物体。以FN表示。
反力特点：过接触点并沿接触面的公法线， 指向被约束的物体（压力）。
P P
FBN
FN
FN
FAN
（2）光 滑 圆 柱 形 铰 链
两物体分别被钻上直径相同的圆孔，两孔相叠， 中间穿以圆柱销钉。这样，两物体只能绕销钉转动。
(6) 球形铰链支座
将固结于物体一端的球体置于球窝形支座 内就形成了球形铰链支座。
8.球形铰链支座
（7）链杆约束
约束特点：只能限制物体上的铰接点沿链杆轴线方向 的位移。 反力特点：链杆的约束反力沿链杆的轴线，且既可是 拉力也可是压力。
重庆大学建筑馆
厂房排架计算简图
2.实例：
上述轨道对机车、轴承对轴、柱子对 屋架等都是约束。

1.2约束与约束力

1.2约束与约束力

称为约束反力，也简称反力。
2．性质：约束力是被动力。（由主动力引起，
且随主动力改变而改变）
3．作用点：约束力的作用点是非自由体上与约反力的方向必与该约束所能阻碍的位 移方向 相反。由此可判断约束力的方向作用线的 位置。 5．大小：约束力的大小总是未知的 6．产生条件：当物体沿着约束所能阻止的方向上有 运动或有运动趋势时，才会出现约束力。
径向轴承，简称轴承。
向心轴承：对轴的约束特点与固定铰支座的
计算简图可以用图1—13所示。
反力特点：只知过轴心，沿公法线，但方向待定。
一般用其两个分矢量表示，即
FR＝ FAx＋ FAy
止推轴承：
止推轴承：止推轴承可视为由一光滑面将向 心轴承圆孔的一端封闭而成。
因此，它同时具有向心轴承与光滑面接触这两类约 束的作用。约束反力可表示为：FAx、FAy、FAz
限制运动的方式：
限制物体在垂直销钉轴线的平面内沿任意 方向的相对移动。
由于销钉与销钉孔可在圆周上任一点发生接触， 因此，光滑圆柱形铰链提供一个过圆孔中心，大
小和方向均未知的二维约束力，一般用其两个分
矢量表示，
即
FAR＝ FAx＋ FAy
（3）固定铰支座
支座——把结构或构件与支承物（如桥墩、墙、柱、 机座等）连接起来的约束，称为支座。
F1N
G F2N
主动力（荷载）
物体的受力可分为两类：约束力和主动力。
除约束力以外的其它力称为主动力或荷载。
例如：物体的重力、结构承受的风力和水压力、
机械零件中的弹簧力、以及电磁力等。
主动力一般为已知力。
四、工程中常见的几种约束及约束力特点 1.理想柔性约束 忽略摩擦，将约束看成柔性体。把实际中的绳 索、链条、胶带等看成十分柔软又不可伸长的柔 索，它限制了被约束体沿索向向外的运动。

静力学-约束和约束力

静力学-约束和约束力
（1）如果将销钉C放在BC上，如何画？ （2）如果单独分析销钉C，如何画？
1-3 物体的受力分析和受力图(Free-body Diagram)
D
例：
C
q
P
A
B
分别画出AC和BCD（带轮、绳及重物）的受力图. 如轮带轮、绳及重物与AC一起分析时，A处受力 与AC单独分析时A处受力是否相同？
1-3 物体的受力分析和受力图(Free-body Diagram)
F3
1. 合成的几何法 —“力多边形法则” c F3 d
F2
R123
F4
b
R12
F1
F2
F3 FR
F1
e
FR
F4
a 汇交点 c
称多边形 abcde 为力多边形 b
合力
(resultant)
FR
=
n
Fi
i= 1
=
Fi
F2 R12
F1
F4 R124
a 汇交点
e F3
FR
d
2. 平衡的几何条件
平衡
(re合su力ltant)FR
受力分析步骤 2。画出分离体所受的全部主动力
3。画出分离体所受的全部约束力
F
F
P
P
FNA
A B 光滑平面
FNB
1-3 物体的受力分析和受力图(Free-body Diagram)
例：
A C
P B
D
已知：梁AB重为P，
不记杆CD的自重
(1) 杆CD的受力图
画出 (2) 梁AB的受力图
(3) 整体的受力图
该力系的（各力首尾相接）
平衡的几何条件
力多边形自行封闭

约束、约束力、力系、受力图

约束、约束力、力系、受力图
胶带构成的约束：
FT1
FT 2
FT1 FT2
§2-3 约束、约束力、力系和受力图的应用
带传动实例：
§2-3
约束、约束力、力系和受力图的应用
链条构成的约束：
FT1
FT2
§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用 链传动实例：
§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用
2.光滑面约束： 两物体互相接触，接触表面为光滑刚性面。 光滑接触面（平面或曲面）构成的约束。
圆柱销与销孔 构件只能绕销轴回转中心相对转对，不能发生相对 移动。
§2-3 约束、约束力、力系和受力图的应用 铰链约束实例
§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用 铰链约束实例
铰链
铰链
§2-3 约束、约束力、力系和受力图的应用
光滑圆柱铰链的约束力 垂直于销钉轴线的平面内，通过铰链的中心，方向 未知，常用过铰链中心的两个正交分力表示 。
§2-3 约束、约束力、力系和受力图的应用
一、约束与约束力 自由体 —— 位移不受限制的物体。 非自由体（受约束物体） —— 位移受到限制的物体。
§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用
约束—— 由周围物体所构成、限制非自由体位移。 约束力—— 约束对被约束体的作用力。 确定约束力方向的基本原则：
依据约束的类型来画，切不可根据主动力的情
况来臆测约束力。
§2-3约束、约束力、力系和受力图的应用
3. 正确判别二力构件。二力构件的受力必沿两力 作用点的连线。固定铰支座和圆柱铰链的约束力 过铰链的中心方向未知，一般用两个正交的分力 表示。但是，当固定铰支座或铰链连接二力构件 时，其约束力作用线的位置是确定的，所以不要 再用两个正交的分力表示。 4. 注意作用力与反作用力的关系。在分析两物体 之间相互作用时，作用力的方向一经确定，反作 用力的方向就必须与它相反。 5. 如果取若干个物体组成的系统为研究对象，只 画研究对象所受的外力，不画内力。

1-3 约束与约束力

1-3 约束与约束力
各种约束的特点及对应的约束反力画法。
柔性约束
A
柔索只能受拉力
FT
FA
FB
（2） 光滑接触面 当两物体的接触面之间的摩擦力很小、可忽 略不计，就构成光滑接触面约束。光滑接触面只 能限制被约束物体沿接触点处公法线朝接触面方 向的运动，而不能限制沿其他方向的运动。 因此： 光滑接触面的约束反力只能沿接触面在接触点 处的公法线，且指向被约束物体，即为压力。这 种约束反力也称为法向反力。
束，铁轨为机车的约束。
约束反力(约束力或反力)——约束对被约束物 体作用的力。 作用点：约束反力的作用点是约束与物体的接触 点。
方
向：与该约束所能够限制物体运动的方向相
反。
（1）柔体约束
绳索、链条、胶带等柔性物体都可以简化为柔 体约束。这种约束的特点是只能限制物体沿柔索 伸长方向的运动。 因此： 柔体约束的方向只能沿柔索的中心线且背离物体， 即为拉力。
1-3 约束与约束力
自由体——在空间可以任意运动，位移不受任何 限制的物体，例如在空中飞行的飞机、炮弹和火 箭等。 非自由体——如果受到某种限制，在某些方向不 能运动的物体，例如用绳子挂起的重物、行驶在 铁轨上的机车等。
约束——对于非自由体的某些位移起限制作 用的条件（或周围物体）。例如，绳子为重物的约
（3）固定铰支座
用铰链连接的两个构件中，如果其中一个是固
定在基础或静止机架上的支座，则这种约束称为固
定铰支座，简称铰支座。
（a）
固定铰支座的约束反力。
Fy
图（b～e)为固定铰支座的简化表示
Fx
（4） 可动铰支座 工程上将构件连接在墙、柱、基础等支承物上 的装置叫做支座。用销钉把构件与支座连接，并 将支座置于可沿支承面滚动的辊轴上，这种支座 叫做可动铰支座。

1-2约束与约束力

1-2约束与约束力

理论力学1-2约束和约束力
上述三种约束（向心轴承、 铰链和固定铰链支座），它 们的具体结构虽然不同，但 构成约束的性质是相同的， 都可表示为光滑铰链。
理论力学1-2约束和约束力
此类约束的特点是只限制两 物体径向的相对移动，而不 限制两物体绕铰链中心的相 对转动及沿轴向的位移。
理论力学1-2约束和约束力
其它约束
理论力学1-2约束和约束力
滚动支座、球铰链、止推轴 承等其他约束也是工程中常 见的约束类型，下面介绍这 些类型约束的性质和确定其 约束力方向的方法。
理论力学1-2约束和约束力
在桥梁、屋架等结构中经常 采用滚动支座约束。这种支 座是在固定铰链支座与光滑 支承面之间，装有几个辊轴 而构成，又称辊轴支座，如
理论力学1-2约束和约束力
从力学角度来看，约束对物 体的作用称为约束力，因此， 约束力的方向必与该约束所 能阻碍的位移方向相反。
理论力学1-2约束和约束力
应用这个准则，可以确定约 束力的方向或作用线的位置。 至于约束力的大小则是未知 的。
理论力学1-2约束和约束力
物体受的其他已知力称为主 动力。在静力学问题中，由 约束力和主动力组成平衡力 系，可以应用平衡条件求出 未知的约束力。
图 1-9a
理论力学1-2约束和约束力
随着轴所受的主动力不同， 轴和孔的接触点的位置也随 之不同。当主动力尚未确定 时，约束力的方向预先不能 确定。
理论力学1-2约束和约束力
无论约束力朝向何方，它的 作用线必垂直于轴线并通过 轴心。这样一个方向不能预 先确定的约束力，通常可用 通过轴心的两个大小未知的
， 为构件Ⅰ与销钉C 的作用于 反作用力；又 ， 则为构件Ⅱ与销钉C 的作用
理论力学1-2约束和约束力
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LOGO
约束与约束反力简介
常见约束类型及反力方向的确定
1 理想光滑面约束 （公法线上）
第8 页
特点：两个物体相接触，接触面光滑
约束反力： 作用在接触点处，方向沿接触面公法线，指向受力物体
FN
FN
FN
LOGO
约束与约束反力简介
常见约束类型及反力方向的确定
第9 页
1 理想光滑面约束 （公法线上）
光滑接触面约束实例
机械设计基础之
静力学模块
约束与约束反力
.
1
LOGO 约束与约束反力
约束与约束反力简介
© *** ***Co., Ltd.
约束类型及力的确定
Page 2
LOGO
约束与约束反力简介
常见约束类型及反力方向的确定
第3 页
自由体(Free Body) ：位移不受限制 的物体叫自由体。
非自由体(Non-free Body) ： 位移受限制的物体叫非自由体。
齿轮传动
凸轮传动
C A
B 点线接触
线线接触
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约束与约束反力简介
常见约束类型及反力方向的确定
1 理想光滑面约束 （公法线上）
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P P
FN
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约束与约束反力简介
常见约束类型及反力方向的确定
1 理想光滑面约束 （公法线上）
主动轮
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从动轮
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常见约束类型及反力方向的确定
2 由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束
绳索 链 条
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皮带——
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常见约束类型及反力方向的确定
2 由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束
绳索类只能受拉，所以它们的约束力是作用在接触点，方向 沿绳索背离物体。
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T
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约束与约束反力简介
常见约束类型及反力方向的确定
约束反力：两个相互垂直的力和一个力偶。
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课件 制作
作
业：
1
课后练习
常见铰链：
铰
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铰
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常见约束类型及反力方向的确定
3 光滑圆柱铰链约束（中间铰链约束）
忽略孔间的摩擦时，约束力过接触点沿径向方向。
A
FA
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A
因接触点位置与主动力有关，所以约束力方向未定，一般用正交分力表示。
大小：由主动力确定
FA 方向：未定
作用线：沿接触处半径
圆柱铰链
3 光滑圆柱铰链约束（中间铰链约束）
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A、B互为
约束与被
销
约束体
钉
A
简化图
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常见约束类型及反力方向的确定
3 光滑圆柱铰链约束（中间铰链约束）
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物体间可相对转动，但不能沿孔的径向移动。
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常见约束类型及反力方向的确定
3 光滑圆柱铰链约束（中间铰链约束）
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常见约束类型及反力方向的确定
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约束(Constraint) ：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。）
约束反力(Constraint Force) ：约束给被约束物体的力叫约束反力。
约束反力的方向必与该约束所 能够阻碍的位移方向相反，大小通 常是未知的。
N1
G

N2
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常见约束类型及反力方向的确定
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除约束力外，非自由体上所受到的所有促使物体 运动或有运动趋的力，称为主动力。
约束力是由主动力引起的，故它是一种被动力。
LOGO 约束与约束反力
约束与约束反力简介
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约束类型及力的确定
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结构图
物体可绕圆柱铰链转动和沿光滑接触面方向移动，但不能沿接 触面法线方向移动。
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常见约束类型及反力方向的确定
5 活动铰链支座（滚动支座）
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简图：
约束阻碍物体沿与支承面垂直的方向运动 ，其约束力通过销钉中心垂直于支承面， 指向待定 。
或：
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过销中心
常正交分解
FAx FAy
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常见约束类型及反力方向的确定
4 固定铰链支座（铰支座）
将光滑圆柱铰链其中一构件固定而得
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光滑圆柱铰链
固定铰支座
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常见约束类型及反力方向的确定
4 固定铰链支座（铰支座）
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约束与约束反力简介
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约束与约束反力简介
常见约束类型及反力方向的确定
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约束反力特点： ① 大小常常是未知的；
② 方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；
③ 约束反力阻止物体运动的作用是通过约束与物体相互接触来实
现的，因此它的作用点在物体与约束相接触的那一点；
④ 约束反力取决于约束本身的性质、主动力和物体的运动状态。
2 由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束
F1
F’1
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F2
F’2
链条或皮带也只能承受拉力。当它们绕在轮子上，对轮子 的约束力沿轮缘的切线方向。
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常见约束类型及反力方向的确定
2 由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束
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A
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约束与约束反力简介
常见约束类型及反力方向的确定
常见约束类型及反力方向的确定
4 固定铰链支座（铰支座）
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常见约束类型及反力方向的确定
4 固定铰链支座（铰支座）
工
程
实
简化图
例
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受力图（同光滑圆柱铰链）
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常见约束类型及反力方向的确定
5 活动铰链支座（滚动支座）
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为圆柱铰链与光滑接触面的复合约束。
常见约束类型及反力方向的确定
6 固定端约束
固定端约束，既阻碍被约束物体在该平面内沿任何方向移 动，又阻碍被约束物体绕固定端在该平面内转动，如图。
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常见约束类型及反力方向的确定
6 固定端约束
特点:物体的一端插入到墙体等不动物体 中,既不能发生相对移动,也不能发生相对 转动。