工程力學(靜力學與材料力學)(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 約束 柔索約束力的特點是 : 作用點 在接觸點， 作用線 沿柔索軸線方向， 指向是 背離物體。 結論： F F F F 光滑支承面約束 物體與約束的接觸面是光滑的 結論： 光滑支承面約束的約束力特點是： 作用點 在接觸點， 方向 沿接觸面的公法線方向， 指向 受力物體。 F F F 光滑支承面約束 物體與約束的接觸面是光滑的 不計摩擦時，齒輪間的約束也屬于光滑面約束。 光滑支承面約束 物體與約束的接觸面是光滑的 約束力垂直于滑道、導軌， 指向待定 。 滑道、導軌屬于雙面約束。 滑道滑塊 導軌滑套 FN FN 注意： 光滑支承面約束 光滑支承面約束 P F P F FA FB 例題： 注意： 尖點問題 光滑支承面約束 QNCFNAFNBFABC D光滑圓柱鉸鏈約束 兩物體用鉆頭打直徑相同的孔，用一圓柱形 銷釘聯結起來，不計摩擦，簡稱為鉸鏈約束。 光滑圓柱鉸鏈約束 光滑圓柱鉸鏈約束 首都機場候機樓頂棚拱架支座 光滑圓柱鉸鏈約束 光滑圓柱鉸鏈約束 Ⅰ Ⅱ 方案一： Ⅰ Ⅱ xFyF39。xF39。yF39。39。yF39。39。xF39。39。39。xF39。39。39。yFⅢ 方案二： Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ xFyF39。yF39。xF結論： 光滑圓柱鉸鏈約束的約束力特點是： 作用點 在鉸鏈中心， 方位 沿正交坐標軸方位， 指向 任意假設。 Ⅰ Ⅱ 力學簡圖： 固定鉸支座 物體與固定在地基或機架上的支座有相同 的孔，用一圓柱形銷釘聯結起來。 固定鉸支座 約束特點： 軸在軸承孔內，軸為非自由體、 軸承孔為約束。 固定鉸支座 A A FAx FAy FA FAx FAy 固定鉸支座 力學簡圖： 固定鉸支座 結論： 固定鉸支座的約束力特點是： 作用點 在鉸鏈中心， 方位 沿正交坐標軸方位， 指向 任意假設。 光滑圓柱鉸鏈約束和固定鉸支座實例： 活動鉸鏈支座 在固定鉸鏈支座的底部安裝一排滾軸，可使 支座沿固定支承面滾動。 活動鉸鏈支座 在固定鉸鏈支座的底部安裝一排滾軸，可使 支座沿固定支承面滾動。 活動鉸鏈支座 F F 滾動支承 A F 力學簡圖： 結論： 活動鉸鏈支座約束的約束力特點是： 作用點 在鉸鏈中心， 方位 垂直于約束面方位， 指向 任意假設。 活動鉸鏈支座 固定鉸鏈支座和活動鉸鏈支座實例 固定鉸鏈支座和活動鉸鏈支座實例 光滑球鉸鏈 物體的一端為球形，能在固定的球窩中轉動， 這是一種 空間 性質的約束。 光滑球鉸鏈 物體的一端為球形，能在固定的球窩中轉動， 這是一種 空間 性質的約束。 A B F FAz FAy FAx 光滑球鉸鏈 力學簡圖： xFyFzF受力圖： F 光滑球鉸鏈 結論： 光滑球鉸鏈約束的約束力特點是： 作用點 在球心， 方位 沿三個正交坐標軸方位， 指向 任意假設。 止推軸承 由一光滑面將向心軸承圓孔的一端封閉而成， 這是一種 空間 性質的約束。 xFyFzF止推軸承可以同時限制 轉軸的徑向和軸向移動， 而不能限制轉動。 止推軸承 結論： 止推軸承的約束力特點是： 作用點 約束體和被約束體的接觸點， 方位 沿三個正交坐標軸方位， 指向 任意假設。 力的正負規定： 與坐標軸正向一致時為 正 ， 與坐標軸正向相反時為 負 。 注意： z y x 固定端約束（插入端約束） 約束體和被約束體之間沒有發生任何微小的 相對移動或轉動，即他們之間是 完全固定 的。 固定端約束 空間固定端約束 平面固定端約束 固定端約束（插入端約束） a、平面固定端約束 A B FAy FAx MA 力學簡圖： 固定端約束（插入端約束） a、平面固定端約束 結論： 作用點 約束體和被約束體的接觸點， 方位 沿兩個正交坐標軸方位， 指向 任意假設。 方位 沿兩個正交坐標軸方位， 轉向 任意假設。 力 力偶 平面力偶正負規定： 逆 時針轉動為 正 ， 順 時針轉動為 負 。 A B FAy FAx MA 固定端約束（插入端約束） b、空間固定端約束 力學簡圖： A B AzFAxFAyFAzMAxMAyM固定端約束（插入端約束） b、空間固定端約束 結論： 空間固定端約束的 約束力共 6個： 作用點 約束體和被約束體的接觸點， 方位 沿三個正交坐標軸方位， 指向 任意假設。 方位 沿三個正交坐標軸方位， 轉向 任意假設。 力 力偶 A B AzFAxFAyFAzMAxMAyM固定端約束（插入端約束） b、空間固定端約束 空間力偶正負規定： A B AzFAxFAyFAzMAxMAyM注意： 右手螺旋法則 ：四指轉向與力偶轉向一致，當大拇指指向與坐標軸正向一致時為正，反之為負。 右手螺旋法則 二力構件 兩端為鉸鏈連接 且 中間沒有任何外力作用 ， 那么，這種只在鉸點受兩個力而處于 平衡 的構件，稱為 二力構件 。 注意： 此二力等值、反向、共線。 且力的作用線必通過兩鉸點的連線。 A B F F 二力構件 ① 構件兩端為鉸鏈連接。 ② 兩端之間無任何外力作用。 二力構件 即： 當此構件為直桿時，此構件稱為 二力桿 。 ③ 只受兩個力而 平衡 ，且二力 作用點均為鉸鏈中心。 A B F F 二力構件 二力桿 B C G A FC FA 思考： BC桿是二力構件嗎？ B C A C 受力圖正確嗎 ? A B FA FB C A B G FA FB 例題： 試畫出 AB構件的受力圖。 C B D A A B FB FA 例題： 試畫出 AB構件的受力圖。 二力構件 A B F F 結論： 二力構件的約束力特點是： 作用點 在鉸鏈中心， 方位 沿兩鉸鏈連線方位， 指向 任意假設。 一、幾個基本概念 自由體 可以任意運動（獲得任意位移）的物體。 非自由體 運動 (位移 )受到某些限制的物體。 約束 約束力 主動力 由周圍物體所構成的、限制非自由體位 移的條件。 約束對被約束體的作用力。 約束力以外的力。 回顧 : 二、工程中常見的 9種約束 柔索約束 由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構成的約束 光滑支承面約束 物體與約束的接觸面是光滑的 滑道、導軌屬于雙面約束。 注意： 光滑圓柱鉸鏈約束 兩物體用鉆頭打直徑相同的孔，用一圓柱形 銷釘聯結起來，不計摩擦，簡稱為鉸鏈約束。 固定鉸支座 物體與固定在地基或機架上的支座有相同 的孔，用一圓柱形銷釘聯結起來。 活動鉸鏈支座 在固定鉸鏈支座的底部安裝一排滾軸，可使 支座沿固定支承面滾動。 光滑球鉸鏈 物體的一端為球形，能在固定的球窩中轉動， 這是一種 空間 性質的約束。 止推軸承 由一光滑