§1.4工程中常見的約束及構件的受力圖一、約束與約束反力二、工程中常見的約束類型三、構件的受力分析及受力圖四、例題五、繪制受力圖注意事項六、課堂練習學習提要§1.4工程中常見的約束及構件的受力圖一、約束與約束反力1一、約束與約束反力

工業用廠房工程實例皮帶傳動一、約束與約束反力

工業用廠房工程實例皮帶傳動21.概念：

約束：一物體的運動受到周圍物體的限制時，這種限制就稱為約束。

約束力：約束限制物體運動的力稱為約束力。

鐵軌柔性約束實例1.概念：鐵軌柔性約束實例3

2.作用于物體上的力分為兩類：

主動力：使物體產生可能運動的力

約束力：約束限制物體某種可能運動的力約束力方向——總是與該約束所能限制的運動或運動趨勢方向相反作用點——接觸處2.作用于物體上的力分為兩類：約束力方向——總是4二、工程中常見的約束類型

1.柔性約束2.光滑面約束3.光滑圓柱鉸鏈約束4.固定端約束二、工程中常見的約束類型

1.柔性約束5

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：這種約束只能限制沿物體沿柔索伸長方向的運動。

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FT表示。3）實例分析

柔性約束實例一皮帶傳動1.柔性約束

1）概念：由繩索、膠帶、鏈條等所組成的約6(3)實例分析(3)實例分析7

2.光滑面約束

（1）概念：當兩物體直接接觸，并可忽略接觸處的摩擦時，約束只能限制物體在接觸點沿接觸面的公法線指向約束物體的運動，而不能限制物體沿接觸面切線方向的運動，這類約束稱為光滑面約束。

（2）約束力方向：沿接觸點公法線，指向被約束物。常用符號FN表示。

動畫光滑面約束實例分析2.光滑面約束（1）概念：當兩物體直接接觸，并可忽略接8光滑面約束光滑面約束9實例分析GABCOOABG實例分析GABCOOABG10課堂練習圖1-29a所示重G的球體A，用繩子BC系在墻壁上，畫出球體A的受力圖。答案課堂練習圖1-29a所示重G的球體A，用11四常見約束及受力圖課件12

3.光滑圓柱鉸鏈約束

概念：兩構件采用圓柱銷所形成的聯接，并忽略接觸處的摩擦，這類約束就稱為光滑圓柱鉸鏈約束。（動畫實例）

1）固定鉸鏈支座

概念：把圓柱銷聯接的兩個構件中的一個固定起來，就稱為固定鉸鏈。特點：只限制了構件孔端的任意移動，不限制構件繞銷孔端的相對轉動。固定鉸鏈支座動畫固定鉸鏈支座動畫一3.光滑圓柱鉸鏈約束概念：兩構件采用圓柱銷所形成的13固定鉸鏈支座符號表示方法固定鉸鏈支座符號表示方法14約束力的方向：（固定鉸鏈和中間鉸）的約束力，通常用兩個正交的分力FNX、FNY表示。特點：只限制了構件孔端的任意移動，不限制構件繞銷孔端的相對轉動。圖示表示方法：（中間鉸動畫）概念：當圓柱銷聯接的兩個構件不固定，通常就稱為中間鉸。FNXFNY2）中間鉸約束力的方向：（固定鉸鏈和中間鉸）的約束力，通常用兩個正交的15注意：

當固定鉸鏈或中間鉸鏈約束的是二力桿時，其約束力滿足二力平衡條件，沿兩約束力作用點的連線，方向是確定的。（實例）BC桿為二力桿注意：BC桿為二力桿16

概念：原固定鉸鏈下邊不固定，安裝上滾柱就稱為活動鉸鏈支座。

特點：只限制構件沿支承面法線方向的移動。

約束力的方向：約束力過鉸鏈中心，垂直于支承面，指向構件。常用符號：FN表示（活動鉸支座動畫）（活動鉸支座實例）固定鉸鏈支座動畫4）活動鉸鏈約束

（活動鉸支座動畫）（活動鉸支座實例）固定鉸鏈支座動畫4）活17活動鉸鏈支座的幾種力學模型及約束力表示：（例題）活動鉸鏈支座的幾種力學模型及約束力表示：（例題）18圖1-26桿AB的受力圖答案圖1-26桿AB的受力圖答案19四常見約束及受力圖課件204）固定端約束概念：工程中有一種常見的基本約束，如建筑物上的陽臺、插入墻壁的電風扇托架、鏜刀的刀桿和固定在刀架上的車刀等，這些約均稱為固定端約束。（固定端約束實例一）（固定端約束實例二）4）固定端約束概念：工程中有一種常見的基本約束，如建筑物上的21固定端約束的力學模型及約束力表示：

特點：既限制了被約束構件的任意方向的移動，又限制了被約束構件的轉動。

約束力：常用兩個正交的約束分力FNAX、FNAY與一個約束力偶MA表示。固定端約束的力學模型及約束力表示：特點：既22三、構件的受力分析及受力圖1.構件的受力分析

在靜力學中，受力分析是：分析所要研究的構件（研究對象）上受到哪些作用力（包括主動力和約束力），并確定每個力的作用位置和方向。2.構件的受力圖

1)概念:表示構件受力情況的簡明圖形稱為受力圖。

2）畫受力圖的一般步驟為：

（1）畫出研究對象的分離體簡圖；（2）在簡圖上標上已知的全部主動力；(3)在簡圖上標上解除約束處畫上相應的約束力。

三、構件的受力分析及受力圖1.構件的受力分析23例4-1

圖1-30a所示的三鉸拱橋，由左、右兩半拱橋鉸接而成，畫左半拱橋AB的受力圖答案例4-1圖1-30a所示的三鉸拱橋，由左、右兩半拱橋鉸接24四常見約束及受力圖課件25例1-7

圖1-31a所示為內燃機主運動機構結構簡圖，試畫出活塞B的受力圖答案例1-7圖1-31a所示為內燃機主運動機構結構簡圖，26四常見約束及受力圖課件27例1-8

圖1-32a所示為凸輪機構結構簡圖，試畫出從動件AB的受力圖nn答案例1-8圖1-32a所示為凸輪機構結構簡圖，試畫出從動件28四常見約束及受力圖課件29課堂練習課堂練習30如圖所示為支架結構簡圖，試畫出桿AB與桿CD的受力圖如圖所示為支架結構簡圖，試畫出桿AB與桿CD的受力圖31繪制受力圖應注意的事項1.采用鉛筆及繪圖工具繪制受力圖；2.應將研究對象從物系中分離出來；3.正確標注約束力的符號；4.二力桿的約束力方向是可以確定的；5.三力平衡匯交于一點。繪制受力圖應注意的事項1.采用鉛筆及繪圖工具繪制受力圖；321.通過工程實例理解約束及約束力的概念2.熟練掌握工程中常見約束類型及約束力的特點3.熟練掌握構件的受力分析及受力圖的繪制學習提要1.通過工程實例理解約束及約束力的概念學習提要33§1.4工程中常見的約束及構件的受力圖一、約束與約束反力二、工程中常見的約束類型三、構件的受力分析及受力圖四、例題五、繪制受力圖注意事項六、課堂練習學習提要§1.4工程中常見的約束及構件的受力圖一、約束與約束反力34一、約束與約束反力

工業用廠房工程實例皮帶傳動一、約束與約束反力

工業用廠房工程實例皮帶傳動351.概念：

約束：一物體的運動受到周圍物體的限制時，這種限制就稱為約束。

約束力：約束限制物體運動的力稱為約束力。

鐵軌柔性約束實例1.概念：鐵軌柔性約束實例36

2.作用于物體上的力分為兩類：

主動力：使物體產生可能運動的力

約束力：約束限制物體某種可能運動的力約束力方向——總是與該約束所能限制的運動或運動趨勢方向相反作用點——接觸處2.作用于物體上的力分為兩類：約束力方向——總是37二、工程中常見的約束類型

1.柔性約束2.光滑面約束3.光滑圓柱鉸鏈約束4.固定端約束二、工程中常見的約束類型

1.柔性約束38

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：這種約束只能限制沿物體沿柔索伸長方向的運動。

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FT表示。3）實例分析

柔性約束實例一皮帶傳動1.柔性約束

1）概念：由繩索、膠帶、鏈條等所組成的約39(3)實例分析(3)實例分析40

2.光滑面約束

（1）概念：當兩物體直接接觸，并可忽略接觸處的摩擦時，約束只能限制物體在接觸點沿接觸面的公法線指向約束物體的運動，而不能限制物體沿接觸面切線方向的運動，這類約束稱為光滑面約束。

（2）約束力方向：沿接觸點公法線，指向被約束物。常用符號FN表示。

動畫光滑面約束實例分析2.光滑面約束（1）概念：當兩物體直接接觸，并可忽略接41光滑面約束光滑面約束42實例分析GABCOOABG實例分析GABCOOABG43課堂練習圖1-29a所示重G的球體A，用繩子BC系在墻壁上，畫出球體A的受力圖。答案課堂練習圖1-29a所示重G的球體A，用44四常見約束及受力圖課件45

3.光滑圓柱鉸鏈約束

概念：兩構件采用圓柱銷所形成的聯接，并忽略接觸處的摩擦，這類約束就稱為光滑圓柱鉸鏈約束。（動畫實例）

1）固定鉸鏈支座

概念：把圓柱銷聯接的兩個構件中的一個固定起來，就稱為固定鉸鏈。特點：只限制了構件孔端的任意移動，不限制構件繞銷孔端的相對轉動。固定鉸鏈支座動畫固定鉸鏈支座動畫一3.光滑圓柱鉸鏈約束概念：兩構件采用圓柱銷所形成的46固定鉸鏈支座符號表示方法固定鉸鏈支座符號表示方法47約束力的方向：（固定鉸鏈和中間鉸）的約束力，通常用兩個正交的分力FNX、FNY表示。特點：只限制了構件孔端的任意移動，不限制構件繞銷孔端的相對轉動。圖示表示方法：（中間鉸動畫）概念：當圓柱銷聯接的兩個構件不固定，通常就稱為中間鉸。FNXFNY2）中間鉸約束力的方向：（固定鉸鏈和中間鉸）的約束力，通常用兩個正交的48注意：

當固定鉸鏈或中間鉸鏈約束的是二力桿時，其約束力滿足二力平衡條件，沿兩約束力作用點的連線，方向是確定的。（實例）BC桿為二力桿注意：BC桿為二力桿49

概念：原固定鉸鏈下邊不固定，安裝上滾柱就稱為活動鉸鏈支座。

特點：只限制構件沿支承面法線方向的移動。

約束力的方向：約束力過鉸鏈中心，垂直于支承面，指向構件。常用符號：FN表示（活動鉸支座動畫）（活動鉸支座實例）固定鉸鏈支座動畫4）活動鉸鏈約束

（活動鉸支座動畫）（活動鉸支座實例）固定鉸鏈支座動畫4）活50活動鉸鏈支座的幾種力學模型及約束力表示：（例題）活動鉸鏈支座的幾種力學模型及約束力表示：（例題）51圖1-26桿AB的受力圖答案圖1-26桿AB的受力圖答案52四常見約束及受力圖課件534）固定端約束概念：工程中有一種常見的基本約束，如建筑物上的陽臺、插入墻壁的電風扇托架、鏜刀的刀桿和固定在刀架上的車刀等，這些約均稱為固定端約束。（固定端約束實例一）（固定端約束實例二）4）固定端約束概念：工程中有一種常見的基本約束，如建筑物上的54固定端約束的力學模型及約束力表示：

特點：既限制了被約束構件的任意方向的移動，又限制了被約束構件的轉動。

約束力：常用兩個正交的約束分力FNAX、FNAY與一個約束力偶MA表示。固定端約束的力學模型及約束力表示：特點：既55三、構件的受力分析及受力圖1.構件的受力分析

在靜力學中，受力分析是：分析所要研究的構件（研究對象）上受到哪些作用力（包括主動力和約束力），并確定每個力的作用位置和方向。2.構件的受力圖

1)概念:表示構件受力情況的簡明圖形稱為受力圖。

2）畫受力圖的一般步驟為：

（1）畫出研究對象的分離體簡圖；（2）在簡圖上標上已知的全部主動力；(3)在簡圖上標上解除約束處畫上相應的約束力。