工程中常见的约束类型和约束力共24页
约束力
1. 具有光滑接触面的约束
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。 FN
• 更多的例子
A
A
A
FA
A B
FA
FA
A
B FBA来自A FA2 、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束
约束特点： 轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束。
FC
约束力： 当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接触束——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。 Fx , Fy 可用二个通过轴心的正交分力 表示。
Fx , Fy
A
D
B
FB
D B E
FC
C
束就称为固定铰链支座。此类约束广泛应用于桥梁、机械工 程中。
约束力：与圆柱铰链相同 以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰 链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题， 都可称作光滑圆柱铰链。
4、其它类型约束
（1）滚动支座
约束特点：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。
FT 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 、光滑铰链约束 （1） 径向轴承（向心轴承）
向心轴承又称径向轴承。轴可在固定孔内（轴承内）任意转 动， 也可以沿孔的中心线移动，但是轴承阻碍轴沿径向向外的位移 。
F
H D
A
E C
B
工程中常见的约束类型和约束力ppt课件
7
图1-27 光滑铰链
第一章汽车常用构件力学分析
8
图1-28 曲柄滑块机构 1—活塞销 2—气缸 3—活塞 4—轴承 5—曲轴 6—连杆
第一章汽车常用构件力学分析
9
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
10
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
11
光滑铰链约束实例3
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
二、常见约束类型及约束反力确定
FT
第一章汽车常用构件力学分析
1
1、柔性约束
第一章汽车常用构件力学分析 Nhomakorabea2
柔性约束
第一章汽车常用构件力学分析
3
柔性约束
第一章汽车常用构件力学分析
4
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
5
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
6
刚性约束
光滑接触约束实例3
第一章汽车常用构件力学分析
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例2
O
GD A
FE
B
P
FT
FD´
B
FA
D
O
A
G
FD
第一章汽车常用构件力学分析
19
例3
• 重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶 角处，A端放在光滑的水平面上，在点D处用一水 平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。
第一章汽车常用构件力学分析
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例3
• 重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶 角处，A端放在光滑的水平面上，在点D处用一水 平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。
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固定铰链支座
第一章汽车常用构件力学分析
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常见的约束类型
约束和约束反力1.限制物体位移的周围物体称为该物体的约束.(放在桌子上的书,轨道支撑车轮,轴承限制轴)2.结束物体的作用称为该物体的约束反力.(桌子对书,轨道对车轮,轴承对轴的作用力)3.位移受到限制的物体称为非自由体.(书,车轮,轴)4.空间的位移不受任何限制称为自由体.(飞机,炮弹,火箭)结束约束反力的方向一定与约束所能限制物体位移的方向相反.图3 曲柄冲二、几种常见的约束类型1.柔体约束由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力2.光滑接触表面的约束光滑接触面约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触面切线方向运动，而只能限制物体沿接触面公法线方向运动图1-19 光滑接触面约束图1-20 齿面约束约束反力的特点：通过接触点，沿接触面公法线方向指向被约束物体3.光滑铰链约束铰链：工程中常见约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成1-销钉2-构件图1-21 铰链约束此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内移动而不能限制绕销钉转动约束反力的特点当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过铰链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示1)固定铰链支座3.固定部分图1-22 固定铰链支座图1-232)活动铰链支座该约束是在铰链支座与光滑支撑面之间，装有几个辊轴而构成的，又称辊轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过铰链中心图1-24 活动铰链支座3)铰链连接(中间铰)若构成铰链的两构件都可绕销钉转动，这种铰链为铰链连接。
其约束反力特点与固定铰支座相同。
用过铰链中心、正交分解的两个反力表示图1-25 铰链约束4)球铰链约束圆球和球壳连接构成球铰链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示图1-26 球铰链约束5.固定端约束房屋的凉台、车床的刀具夹持端等，它们既不能转动也不能移动，所以既有三个方向的约束反力，也有三个方向的约束反力偶图1-30 固定端约束在平面中表示为：两个正交分解的反力和一个反力偶图1-31 固定端约束反力6.二力杆(连杆)二力杆：只受两个力作用而处于平衡的杆件约束反力特点:两个力必沿这两个力作用点的连线，指向不定。
约束基本概念及分类
03
约束与约束力关系分析
约束对物体运动影响
01
02
03
限制物体自由度
约束通过限制物体的运动 自由度，使物体只能在特 定方向或路径上运动。
改变物体运动状态
约束可以改变物体的速度 、加速度等运动状态，使 物体产生不同的运动轨迹 。
引发物体内部应力
约束可能导致物体内部产 生应力，进而影响物体的 形变和稳定性。
约束力对物体平衡作用
平衡外力
约束力能够平衡作用在物 体上的其他外力，使物体 保持静止或匀速直线运动 状态。
维持物体形状
约束力有助于维持物体的 形状和尺寸，防止物体发 生形变或破坏。
传递力与能量
约束力可以在物体间传递 力和能量，实现物体间的 相互作用和能量转换。
约束与约束力相互关系
约束是产生约束力的前提
约束与约束力相互依存
没有约束就不会产生约束力，约束是 产生约束力的必要条件。
约束和约束力是相互依存的，它们同 时存在并共同作用于物体上。
约束力是约束的反作用力
约束力是物体对约束的反作用力，其 大小、方向和作用点都与约束有关。
04
典型约束及约束力求解方法
柔性约束及求解方法
柔性约束定义
柔性约束是指通过柔性体（如绳索、链条等）对物体产生的 约束。
根据物体运动趋势判断
约束力的方向总是与物体被限制的运动趋势方向相反。
约束力大小计算技巧
静力学方法
根据物体的平衡条件， 列出静力学方程求解约
束力。
动力学方法
对于非平衡状态，根据 牛顿第二定律列出动力
学方程求解约束力。
虚位移原理
利用虚位移原理，通过 计算虚功来求解约束力
工程力学_约束与约束力
具有光滑接触表面的约束
光滑接触面对物体的约束力是：通过接触点，方 向沿着接触面公法线方向，并指向受力物体。这类约 束反力也称法向反力，通常用ＦN表示
判断正误
关键：箭头通过球 心
三 光滑圆柱铰链约束
铰链联接是指两个构件通过销钉、螺栓等联结在一起， 两个构件只能发生相对转动而不能发生相对移动。
中间铰
❖ 【应用举例】徒手作出补充力
总结光滑圆柱形铰链
类型 中间铰链：
定义及约束力
被铰链联接的两个 构件如都未固定，为中间 铰链。其约束力为一对通 过铰链中心的正交分力。
固定铰链： 活动铰链支座：
被铰链联接的两个 构件如有一个被固定另外 一个可绕其发生相对转动， 为固定铰链。其约束力为 一对通过铰链中心的正交 分力。
本讲总结
❖ 理解约束概念 自由体 非自由体 约束 约束力
❖ 约束的三种类型（每种类型约束力如何确定） 柔性约束 光滑面约束 光滑圆柱形铰链约束三种
❖ 分析受力的步骤？ 分离体 主动力 约束力 会应用
习题1-1．画出下列指定物体的受力图。
关键：箭头朝外
❖ 分析受力图A、B端约束力是否正确？说明原因， 并改正错误。
关键：与绳索平行
二 常见的理想约束 2、光滑面约束及其约束力
当两物体接触面之间的摩擦力小到可以忽略不计时， 可将接触面视为理想光滑的约束。
这时，不论接触面是平面或曲面，都不能限制物体沿 接触面切线方向的运动，而只限制物体沿该方向进入约束 内部的运动 。
铰链将构件与支座 联结在一起，支座与基础 之间可以有沿接触面切线 方向的位移。其约束力垂 直支撑面并指向铰链中心。
图片
简图及约束力画法
§1-4 受力分析和受力图
常见的约束类型
约束和约束反力1.限制物体位移的周围物体称为该物体的约束.（放在桌子上的书，轨道支撑车轮,轴承限制轴）2.结束物体的作用称为该物体的约束反力.（桌子对书,轨道对车轮，轴承对轴的作用力）3.位移受到限制的物体称为非自由体（书,车轮，轴）图3曲柄冲结束约束反力的方向一定与约束所能限制物体位移的方向相反.4.空间的位移不受任何限制称为自由体.（飞机,炮弹,火箭）二、几种常见的约束类型1.柔体约束由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力2.光滑接触表而的约束光滑接触而约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触而切线方向运动，而只能限制物体沿接触而公法线方向运动图1-19光滑接触而约束图1-20齿面约束约束反力的特点：通过接触点，沿接触而公法线方向指向被约束物体3.光滑较链约束较链：工程中常见约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成1-销钉2-构件图1-21较链约束此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平而内移动而不能限制绕销钉转动约束反力的特点当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过较链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示1）固定较链支座3.固定部分图1-22固定较链支座图 1-232）活动较链支座该约束是在较链支座与光滑支撑而之间，装有几个馄轴而构成的，又称辘轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑而约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过较链中心图1-24活动较链支座3）较链连接（中间较）若构成较链的两构件都可绕销钉转动，这种较链为较链连接。
其约束反力特点与固定较支座相同。
用过较链中心、正交分解的两个反力表示图1-25较链约束4）球较链约束圆球和球壳连接构成球较链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示5.固定端约束房屋的凉台、车床的刀具夹持端等，它们既不能转动也不能移动, 所以既有三个方向的约束反力，也有三个方向的约束反力偶图1-31固定端约束反力(a) (b) (c)图1-26球较链约束U) (b)在平而中表示为：两个正交分解的反力和一个反力偶6.二力杆（连杆）二力杆：只受两个力作用而处于平衡的杆件约束反力特点:两个力必沿这两个力作用点的连线，指向不定。
简述工程上经常遇到的四种约束类型及确定约束方向的方法
简述工程上经常遇到的四种约束类型及确定约束方向的方法简工程上经常遇到的四种约束类型及确定约束方向的方法：1.柔体约束。
由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力2.光滑接触表面的约束。
光滑接触面约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触面切线方向运动，而只能限制物体沿接触面公法线方向运动约束反力的特点：通过接触点，沿接触面公法线方向指向被约束物体3.光滑铰链约束。
铰链：它是工程中常见的约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内移动而不能限制绕销钉转动约束反力的特点当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过铰链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示（1)固定铰链支座（2)活动铰链支座该约束是在铰链支座与光滑支撑面之间，装有几个辊轴而构成的，又称辊轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过铰链中心（3)铰链连接(中间铰)若构成铰链的两构件都可绕销钉转动，这种铰链为铰链连接。
其约束反力特点与固定铰支座相同。
用过铰链中心、正交分解的两个反力表示4)球铰链约束。
圆球和球壳连接构成球铰链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示4.轴承约束。
（1)滑动轴承轴颈与轴承是两个光滑面接触，轴承不能限制轴沿轴线方向运动。
约束反力在垂直轴线平面内通过轴心，通常用两个互相垂直的分力表示（2)滚动轴承(向心轴承、径向轴承)：对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。
确定约束方向的方法：1、柔体约束约束反力的方向沿着柔体中心线背离被约束的物体，通常用字母T表示。
2、光滑接触面约束约束反力的方向沿着接触点的公法线，指向被约束的物体，通常用字母N表示。
常见的约束类型
约束和约束反力1.限制物体位移的周围物体称为该物体的约束.(放在桌子上的书,轨道支撑车轮,轴承限制轴)2.结束物体的作用称为该物体的约束反力.(桌子对书,轨道对车轮,轴承对轴的作用力)3.位移受到限制的物体称为非自由体.(书,车轮,轴)4.空间的位移不受任何限制称为自由体.(飞机,炮弹,火箭)结束约束反力的方向一定与约束所能限制物体位移的方向相反.图3 曲柄冲二、几种常见的约束类型1.柔体约束由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束。
由于柔体只能限制物体沿柔体伸长方向运动，故只能承受拉力约束反力特点：作用点在柔体与被约束物体接触处，作用线沿柔体中心方向背离被约束物体。
柔体约束只能承受拉力2.光滑接触表面的约束光滑接触面约束时，不论接触面形状如何，都不能限制物体沿接触面切线方向运动，而只能限制物体沿接触面公法线方向运动图1-19 光滑接触面约束图1-20 齿面约束约束反力的特点：通过接触点，沿接触面公法线方向指向被约束物体3.光滑铰链约束铰链：工程中常见约束，有两个钻有圆孔的构件和圆柱形销子所构成1-销钉2-构件图1-21 铰链约束此类约束只能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内移动而不能限制绕销钉转动约束反力的特点当外力作用在垂直销钉轴线的平面内时，约束反力过铰链的中心，指向不定，可以用正交分解的两个分力来表示1)固定铰链支座3.固定部分图1-22 固定铰链支座图1-232)活动铰链支座该约束是在铰链支座与光滑支撑面之间，装有几个辊轴而构成的，又称辊轴支座。
滚动支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束反力必垂直于支撑面，且通过铰链中心图1-24 活动铰链支座3)铰链连接(中间铰)若构成铰链的两构件都可绕销钉转动，这种铰链为铰链连接。
其约束反力特点与固定铰支座相同。
用过铰链中心、正交分解的两个反力表示图1-25 铰链约束4)球铰链约束圆球和球壳连接构成球铰链约束。
此类约束限制球心任何方向的位移。
其约束力通过球心，但方向不能确定，通常由三个正交分量表示图1-26 球铰链约束5.固定端约束房屋的凉台、车床的刀具夹持端等，它们既不能转动也不能移动，所以既有三个方向的约束反力，也有三个方向的约束反力偶图1-30 固定端约束在平面中表示为：两个正交分解的反力和一个反力偶图1-31 固定端约束反力6.二力杆(连杆)二力杆：只受两个力作用而处于平衡的杆件约束反力特点:两个力必沿这两个力作用点的连线，指向不定。
第四节常见约束及受力图演示文稿
约束构件的转动。
约束力：常用两个正交的约束分力FNAX、FNAY与一个约束力 偶MA表示。
三、构件的受力分析及受力图
1.构件的受力分析
在静力学中，受力分析是：分析所要研究的构件（研究对象） 上受到哪些作用力（包括主动力和约束力），并确定每个力的作用 位置和方向。
2.构件的受力图
1)概念:表示构件受力情况的简明图形称为受力图。 2）画受力图的一般步骤为： （1）画出研究对象的分离体简图； （2）在简图上标上已知的全部主动力； (3)在简图上标上解除约束处画上相应的约束力。
件绕销孔端的相
约束力的方向：（固定铰链和中间铰）的约束力，通常用两个正交的分力 FNX、FNY表示。
FNY
FNX （中间铰动画）
注意：
当固定铰链或中间铰链约束的是二力杆时，其约束力满足二力平衡 条件，沿两约束力作用点的连线，方向是确定的。 （实例）
B
FNB
F
B
A
C
C
FNC
BC杆为二力杆
4）活动铰链约束
FN
F'N
FNY M FNX
课堂练习
如图所示为支架结构简图，试画出杆AB与杆CD的受力图
绘制受力图应注意的事项
1.采用铅笔及绘图工具绘制受力图； 2.应将研究对象从物系中分离出来； 3.正确标注约束力的符号； 4.二力杆的约束力方向是可以确定的； 5.三力平衡汇交于一点。
1）固定铰链支座 概念：把圆柱销联接的两个构件中的一个固定起来，就称为固定铰链。 特点：只限制了构件孔端的任意移动，不限制构件绕销孔端的相对转动。
固定铰链支座动画 固定铰链支座动画一
固定铰链支座符号表示方法
2）中间铰
概念：当圆柱销联接的两个构件不固定，通常就称为中间铰。
常见约束及其约束力
常见约束及其约束力1、具有光滑接触表面的约束例：支持物体的固定面、啮合齿轮的齿面、机床中的导轨等，当摩擦不计时，都属于这类约束。
这类约束不能限制物体沿约束表面切线的位移，只能阻碍物体沿接触表面法线并向约束内部的位移。
约束力：作用在接触点处，方向沿接触表面的公法线，并指向被约束的物体，称为法向约束力，通常以FN表示。
2、柔软的绳索、链条、胶带等这类约束本身只能承受拉力。
3、光滑铰链这类约束有向心轴承、圆柱形铰链和固定铰链支座等。
(1)向心轴承(径向轴承)轴可在孔内任意转动，也可沿孔的中心线移动，但轴承阻碍着轴沿径向向外的位移，轴承对轴的约束力FA作用在接触点A，且沿公法线指向轴心。
但随轴所受主动力的变化，接触点位置也随之不同，约束力方向也随之变化，但无论约束力朝向何方，它的作用线必垂直于轴线并过轴心。
约束力：方向随主动力改变，作用线必垂直于轴线并过轴心。
常用过轴心的两个正交分力FAx、FAy表示。
(2)圆柱铰链和固定铰链支座图示拱形桥，立体结构图见书P11，由两个拱形构件通过圆柱铰链C及两个固定铰链支座A、B连接而成，圆柱铰链简称铰链，固定铰链支座简称固定铰支。
铰链和固定铰支与轴承具有同样的约束性质。
约束力：方向不能预先定出，作用线垂直轴线并过铰链中心。
常用大小未知的正交分力表示。
4、其它约束(1)滚动支座在铰链与光滑支承面间，装有几个滚轴。
在桥梁、屋架结构中常见，滚动支座可沿支承面移动，允许由于温度变化而引起结构跨度的自由伸长或缩短。
约束力：垂直于支承面，且过铰链中心，常用FN表示。
(2)球铰链通过圆球和球壳将两个构件连接在一起的约束。
约束力：过接触点与球心，但方向不能预先确定。
常用三个正交分力表示。
(3)止推轴承止推轴承、角接触球轴承、圆锥辊子轴承等与向心轴承不同，它除了能限制轴的径向位移外，还能限制轴向位移。
约束力：有三个正交分量。
工程中经常遇到的约束类型
工程中经常遇到的约束类型
1.时间约束
时间约束是指在完成工程项目的过程中必须在规定的时间内完成。
时间约束是工程中最常见的约束，因为在大多数情况下，工程项目都是在规定的时间内完成。
2.成本约束
成本约束是指工程项目的成本必须在规定的范围内。
成本约束是工程中次常见的约束，因为成本控制是工程项目管理的重要内容。
3.质量约束
质量约束是指工程项目的质量必须满足规定的要求。
质量约束是工程中常见的约束，因为质量是工程项目的重要内容。
4.空间约束
空间约束是指工程项目的空间范围必须在规定的范围内。
空间约束是工程中不太常见的约束，但在某些工程项目中，如建筑工程，空间约束是必不可少的。
5.材料约束
材料约束是指工程项目中使用的材料必须符合规定的要求。
材料约束是工程中常见的约束，因为材料是工程项目中重要的内容。
6.环境约束
环境约束是指工程项目的环境必须符合规定的要求。
环境约束是工程中常见的约束，因为环境是工程项目中重要的内容。
7.安全约束
安全约束是指工程项目的安全必须符合规定的要求。
安全约束是工程中常见的约束，因为
安全是工程项目中重要的内容。
土木工程中常用到的约束类型
土木工程中常用到的约束类型今天咱们来聊一聊土木工程里很有趣的东西——约束类型。
你们看，咱们住的房子、走的桥，这些都是土木工程的成果。
在建造它们的时候，有一些东西就像小卫士一样，把建筑的各个部分“管”起来，让它们乖乖听话，这些就是约束啦。
有一种约束就像夹子一样。
比如说咱们搭积木的时候，如果想把两块积木稳稳地连在一起，咱们可以用一个小夹子夹住它们。
在土木工程里，这就像梁和柱子的连接。
柱子就像一个大力士，稳稳地站在地上，梁就像一个长长的手臂。
当梁架在柱子上的时候，柱子对梁就有了约束，就像夹子夹住积木，不让梁乱跑，这样房子就不会轻易晃动啦。
还有一种约束像绳子拉住东西一样。
想象一下，咱们放风筝的时候，风筝在空中飞，可是有绳子拉着它，它就不能随便飞走啦。
在建筑里，有一些东西也需要这样被拉住。
比如说高高的塔吊，它那么高，要是没有东西拉着，风一吹就倒了。
所以就有一些钢索来拉住它，这些钢索对塔吊的约束就像风筝线对风筝的约束一样。
另外呢，还有一种像靠着墙站着的约束。
就像咱们在学校靠墙站着排队的时候，墙就限制了我们能站的位置。
在土木工程里，有些建筑的一部分靠着另一部分，就像墙靠着地面。
地面就对墙有约束，让墙稳稳地立在那里，不会倒下来。
我再给你们讲个小故事吧。
有一个小镇要建一座木桥。
刚开始的时候，工匠们只是把木板简单地铺在桥墩上，结果一有风吹或者有人走在上面，木板就晃来晃去的。
这可不行呀。
后来呢，工匠们在木板和桥墩之间加了一些小木块，把木板卡住，就像给木板穿上了小鞋子，不让它随便乱动。
这就是一种约束。
有了这种约束之后，木桥就变得稳稳当当的了，大家都能安全地从桥上走过。
这些约束在土木工程里可重要啦。
要是没有它们，咱们的房子可能就像搭歪的积木一样，一下子就倒了；桥也会变得摇摇晃晃，根本没法走。
所以呀，下次你们看到那些高大的建筑或者长长的桥，就可以想象一下，里面的这些约束是怎么在默默工作，守护着建筑的安全呢。
理论力学(哈尔滨工业大学)课件2.4 工程中常见约束及约束力方向的确定
静力学公理及常见约束
(3) 止推轴承
约束特点：
止推轴承比径向轴承多一个轴向的 位移限制．
Fz
约束力：比径向轴承多一个轴向的约束力，
亦有三个正交分力 FAx FAy FAz
TA
F TC
F TD
柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体． 皮带(链条)对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力．
静力学公理及常见约束
3 、光滑铰链约束(径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等) (1) 径向轴承(向心轴承)
4、工程中常见约束及约束力方 向的确定
FA
约束特点：
轴在轴承孔内，轴为被约束体、 轴承孔为约束．
用FN 表示．
具体约束实例： 可以忽略摩擦常见约束
2、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束(柔索类约束)
4、工程中常见约束及约束力方 向的确定
FT F
柔索只能受拉力，又称张力.一般用 FT 表示．
静力学公理及常见约束
4、工程中常见约束及约束力方 向的确定
F
F TB
简图
4、工程中常见约束及约束力方 向的确定
约束特点：
FA FN
在前述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑滚轴而成．
约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力，可能是压力也可能 是拉力。
静力学公理及常见约束
(2) 球铰链
4、工程中常见约束及约束力方 向的确定
简图
Fy
Fx Fz
约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意 转动，但构件与球心不能有任何移动．
常见约束及受力图
（固定端约束实例二）
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固定端约束的力学模型及约束力表示：
特点：既限制了被约束构件的任意方向的移动，又限制了被 约束构件的转动。 约束力：常用两个正交的约束分力FNAX、FNAY与一个约束力偶MA表示。
第21页/共33页
三、构件的受力分析及受力图
（活动铰支座动画）
（活动铰支座实例）
固定铰链支座动画
4）活动铰链约束
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活动铰链支座的几种力学模型及约束力表示：
（例题）
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图1-26 杆AB的受力图
答案
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4）固定端约束
概念：工程中有一种常见的基本约束，如建筑物上的阳台、插入 墙壁的电风扇托架、镗刀的刀杆和固定在刀架上的车刀等，这些约均称为固定端约束。
1.构件的受力分析 在静力学中，受力分析是：分析所要研究的构件（研究对象）上受到哪些作用力（包括主动力和约束力），并确定每个力的作用位置和方向。2.构件的受力图 1)概念:表示构件受力情况的简明图形称为受力图。 2）画受力图的一般步骤为： （1）画出研究对象的分离体简图； （2）在简图上标上已知的全部主动力； (3)在简图上标上解除约束处画上相应的约束力。
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二、工程中常见的约束类型
1.柔性约束2.光滑面约束3.光滑圆柱铰链约束4.固定端约束
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1.柔性约束
1）概念：由绳索、胶带、链条等所组成的约束为柔性约束。 特点：这种约束只能限制沿物体沿柔索伸长方向的运动。 即：只能承受拉力，不能承受压力。2）约束力方向：沿柔体的中线，背离被约束物体。常用符号FT表示。3）实例分析