光滑圆柱铰链.ppt

第三章 物体的受力分析 结构的计算简图 §3–1约束与约束反力 §3–2物体的受力分析及受力图 §3–3 结构的计算简图 §3–1约束与约束反力 自由体：位移不受限制的物体。 非自由体：位移受到限制的物体。 约束：限制非自由体运动的其他物体 。 约束反力：约束对被约束体的反作用力 主动力：约束力以外的力。 §3–1约束与约束反力 §3–1约束与约束反力 柔素约束 柔绳、链条、胶带构成的约束 §3–1约束与约束反力 柔索只能受拉力，又称张力。用 表示。 柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。 胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向， 为拉力。 §3–1约束与约束反力 §3–1约束与约束反力 光滑接触面约束 §3–1约束与约束反力 光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用 表示。 §3–1约束与约束反力 光滑铰链约束 此类约束简称铰链或铰 径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等 （1） 、径向轴承（向心轴承） §3–1约束与约束反力 §3–1约束与约束反力 约束特点： 轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束。 约束力： 当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接触约束——法向约束力。 约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。 当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变。 §3–1约束与约束反力 （1）可用二个通过轴心的正交分力 表示。 （2） 光滑圆柱铰链 约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀。 §3–1约束与约束反力 §3–1约束与约束反力 光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一样，可用两个正交分力表示。 其中有作用反作用关系 一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出。 §3–1约束与约束反力 支座约束 （1）固定铰支座 §3–1约束与约束反力 约束特点： 由上面构件1或2 之一与地面或机架固 定而成。 约束力：与圆柱铰链相同 §3–1约束与约束反力 （2）活动铰支座 §3–1约束与约束反力 约束特点： 在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成。 约束力：构件受到⊥光滑面的约束力。 §3–1约束与约束反力 （3）固定端支座 端嵌固在墙内，墙壁对梁的约束是既限制它沿任何方向移动，又限制它的转动，这样的约束称为固定端支座，简称固定支座。 §3–1约束与约束反力 §3–1约束与约束反力 （4）定向支座（滑动铰支座） §3–1约束与约束反力 链杆约束 链杆是两端用铰与其他构件相连，不计自重且中间不受力的杆件 。 §3–1约束与约束反力 由于链杆只在两个铰处受力，因此为二力构件 §3–2物体的受力分析及受力图 确定构件受了几个力，每个力的作用位置和力的作用方向，这种分析过程称为物体的受力分析。 在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力） 画受力图步骤： 1、取所要研究物体为研究对象（隔离体）画出其简图 2、画出所有主动力 3、按约束性质画出所有约束（被动） 力 例1-1 例1-3 水平均质梁AB重为 ，电动机重为 ，不计杆 CD 的自重，画出杆CD和梁 AB的受力图。图(a) 例1-4 例1－5 §3–2物体的受力分析及受力图 碾子重为 ，拉力为 A,B处光滑接触，画出碾子的受力图。 解：画出简图 画出主动力 画出约束力 §3–2物体的受力分析及受力图 解： 取 CD杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(B) §3–2物体的受力分析及受力图 取AB梁，其受力图如图 (c) 杆的受力图能否画为图（d）所示？ 若这样画，梁AB的受力图又如何改动? §3–2物体的受力分析及受力图 不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱AC,CB的受力图与系统整体受力图。 解： 右拱CB为二力构件，其受力图如图（b）所示 §3–2物体的受力分析及受力图 取左拱AC ,其受力图如图（c）所示 系统整体受力图如图（d）所示 §3–2物体的受力分析及受力图 考虑到左拱 AC 在三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱AC 的受力图，如图（e）所示 此时整体受力图如图（f）所示 * * 约束反力 大小——待定 方向——与该约束所能阻碍的 位移相反 作用点——接触处 A A B A B FN ? FN FNY FNX FN FN = = = ≠ A C B A B FNA FNB §3–2物体的受力分析及受力图 * * *