2.约束和约束反力

第2章约束和约束反力
一．基本概念
1.受约束体（非自由体）：位移受到限制的物体
2.约束：对非自由体的位移起限制作用的周围物体
3.约束反力：约束对受约束体的力的作用（改变物体运动状态），方向与约束所限制的位移方向相反。

4.主动力：除约束反力外，作用在物体上的力如重力、风压力、载荷等
二．常用约束
1.柔性约束
定义：由链条、带、钢丝绳等所构成的约束。

特点：只能限制物体沿绳索或带伸长方向的位移，只能承受拉力，而不能承受压力和弯曲。

反力：作用在连接点，沿拉紧方向背离物体，即恒为拉力，用F
表示。

T
2.光滑接触面约束
定义：构件与约束的接触面是光滑的，之间的摩擦力可以忽略。

特点：只能限制物体沿接触点处公法线而趋向支撑面的位移，而不能限制物体沿接触点切线方向的位移。

反力 :作用在接触点，沿着接触点的公法线指向被约束物体，用FN表示。

3.铰链约束
定义：理想的中间铰链是由一个圆柱形销钉插入两构件的圆孔中构成。

特点：只能限制物体垂直于销钉轴线方向的运动和位移，而不能限制物体绕轴线的转动和沿轴线的移动。

反力 : 作用在接触点，垂直于销钉轴线，并通过圆柱销中心，方向不定。

为计算方便，通常表示为作用于圆柱孔中心的两个互相垂直的分力Fx和Fy。

4.固定铰链支座
定义：在物体与固定于机架或地基的支座的连接处钻一圆柱形的孔，用一圆柱销钉将他们连接。

特点和反力与铰链约束相同。

5.活动铰支座（辊轴支座）
定义：由铰链支座与光滑支撑面之间装几个辊轴构成
约束特点：只能限制物体沿支撑面公法线方向的移动。

约束反力方向: 通过销钉中心，垂直于支撑面，指向不定。

6.球铰链
概念：通过圆球和球壳将两个构件连接在一起的约束。

约束特点：构件球心不能有任何位移，构件可绕球心任意转动。

约束反力: 通过球心，但方向不能预先确定的空间力，可用三个正交分力表示。

7. 滑动轴承与推力轴承
滑动轴承：允许轴承转动,但限制与轴线垂直方向的运动和位移。

轴承约束特点：与光滑圆柱铰链相同。

可用两个相互垂直的分力表示。

推力轴承：不仅限制轴在垂直轴线方向的运动和位移，也限制轴向的位移。

约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力,亦用三个正交分力表示.
8. 固定端约束
概念：物体的一部分固嵌于另一物体所构成的约束称为固定端约束。

约束的特点:固定端约束限制物体在约束处沿任何方向的移动和转动。

约束反力的方向：一般可用两个大小未知的正交约束分力FAx、FAy和一个约束力偶MA来表示。

三．画受力图
①隔离研究对象（受力体）
②画出隔离体所受的全部主动力
③按约束类型逐一画出约束力
④利用二力构件的特点与三力平衡汇交定理，确定某些约束力的特征
⑤注意作用力与反作用力的关系。