河海大学工程力学-第二章--约束与约束力

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（c） 活动铰支座
F
组成分析 运动分析
上摆
受力分析
活动铰支座的约束力 通过销钉中心，垂直 支承面，指向不定。
销钉
底板
滚轮
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活动铰支座简图
A
A
FA
FA
活动铰支座约束力
A FA
A
A
α FA
α
α
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4. 连杆
连杆简图 A
思考题2
沥青
杯口
麻丝 这是何种约束？ 固定铰支座
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思考题3
这是何种约束？
活动铰支座
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思考题4
这是何种约束？ 活动铰支座
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一种新的支座——橡胶支座
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工程实际约束情况
小型桥梁的桥身直接搁置在桥台上，桥台可以阻止桥身两端 向下运动，但不能阻止微小转动。当桥身受到向右的冲击时， B端与桥台突高部分接触，从而阻止桥身水平运动，而A端却 不能阻止桥身的水平运动(略去摩擦)。因此，B端约束可简化 为铰支座，而A端约束则简化为辊轴支座；在冲击方向相反的 情况下，自然应将A端简化为铰支座，而B端为辊轴支座。
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（a）固定支座（固定端）
空间固定端约束力为空间内一个方向 未定的力和方向未定的力偶矩矢量。
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（b）固定连接
固定连接对杆端的约束力和 固定支座的约束力相同。
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思考题1
这是何种约束？
固定铰支座
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地下输水涵管
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二、示力图
用来表示物体受力的图形称为示力图，也称为受力图。
画示力图的步骤： 1.选取研究对象，画脱离体图；
脱离体：把研究对象从与它有联系的周围物体中分离出 来，解除约束后的这个物体称为脱离体。 2.画脱离体受到的主动力； 3.分析脱离体受到的约束力； 4.检查。
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§2-2 计算简图与示力图
一、计算简图
工程结构（或机构）是很复杂的，完全按照它们的实际情况 进行力学分析，往往是不可能的，也是不必要的。
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从实际结构（或机构）中抽象出来，用于力学计算的图形 叫计算简图。 计算简图的选择是一项十分重要的工作，它直接影响到力 学计算的结果和工程的质量。
连杆约束力 A
FA
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5. 滑移支座
滑移支座的约束力为一个力偶和一个垂直于支承面方 向的力。
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6. 球铰支座
空间问题中的约束；球窝给予球的约束力必通过球心， 但可取空间任何方向；因此可用三个相互垂直的分力 来表示。
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选择计算简图的原则： 1）能正确反映实际结构（或机构）的工作性能； 2）便于力学计算。
选择计算简图通常包括以下一些内容： 1）结构的简化 2）约束的简化 3）荷载的简化 4）确定尺寸
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杆件结构的简化： 1. 杆件的简化
当杆件的长度大于其横截面高度或厚度的5倍以上时， 通常可以用杆轴线来代替杆件，用杆轴线所形成的几 何轮廓来代替原结构。
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例题： F
滑
移
矢
量
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例题： A
C
CD示力图 FRC C C
FRC
F
作AB和CD示力图
DB
解：AB示力图
FRD
FAx A
D FRD D
C FRC
FAy D
F'RD FRD
二力杆
F B
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2. 结点的简化 （1）刚结点
汇交于该结点的各杆端 互相固结在一起，它们 之间既不能相对转动， 又不能相对移动。
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（2）铰结点
汇交于结点的各杆端不 能有任何方向的相对移动， 但可以自由地绕结点作相 对转动。
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大家好
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第二章 约束与约束力
一、 概 念
自由体： 飞机 绳吊球（绳断后） 非自由体或受约束体：绳吊球（绳未断）
约束：对所考察物体起限制作用的其它物体。 约束力：约束对被约束物体的作用力。（通常未知） 主动力：主动使物体运动或有运动趋势的作用力。
如重力、土压力、风压力等。（通常已知） 约束力的方向：与约束所能阻止物体运动的方向相反，
7. 径向轴承与止推轴承 （a）径向轴承
约束力可用垂直于轴线的两个相互垂直的分力来表示。
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（b）止推轴承
约束力比径向轴承多一个轴向的约束反力,可用图（c）所 示正交的三个分力来表示。
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8. 固定支座与固定连接 （a）固定支座（固定端）
平面固定端约束力 为一个方向未定的 力和一个力偶。
其作用点在物体与约束的接触点处。
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二、 几种典型约束
1. 柔索
柔索的约束力沿柔索中心线，为拉力。
FT FW
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2. 光滑接触面
光滑接触的约束力过 接触点，沿接触面在 该点的公法线方向， 为压力。
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3. 铰支座和铰连接 （a) 固定铰支座
例题： C
A FP
FW
B D
α
作轮B示力图
解：轮B示力图
FT FW
B D FD α
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组成分析
运动分析 受力分析
上摆
固定铰支座的约束力
过销钉中心，在垂直
于销钉轴线的平面内，
方向不定。
销钉
下摆
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固定铰支座简图
A
A
固定铰支座约束力
A θ FA
FAx A FAy
约束能够 提供的力
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（b) 铰连接
铰链简图 C
铰链约束力 C
FAx FAy
（3）组合结点
3. 支座的简化
活动铰支座、固定铰支座、滑移支座、固定支座
4. 荷载的简化
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桁架桥：
结构的简化 约束的简化 荷载的简化 标注尺寸 计算简图
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吊臂：
结构的简化 约束的简化1 约束的简化2 荷载的简化 标注尺寸 计算简图
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