常见约束及其约束力

约束力

二. 工程中常见的约束类型及其约束力方向
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

四种常见约束类型的约束反力

四种常见约束类型的约束反力工程中约束的种类很多,对于一些常见的约束,根据其特性可归纳为下列四种基本类型;一、柔性约束柔索1、组成：由柔性绳索、胶带或链条等柔性物体构成;2、约束特点：只能受拉,不能受压;3、约束反力方向：作用在接触点,方向沿着柔体的中心线背离物体;通常用ＦＴ表示;见图1-8二、光滑面约束刚性约束1、组成：由光滑接触面构成的约束;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;2、约束特点：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,而只能限制物体沿着接触面的公法线指向约束物体方向的运动;3、约束反力方向：通过接触点,沿着接触面公法线方向,指向被约束的物体,通常用ＦN表示;三、光滑圆柱形铰链约束1、组成：两物体分别钻有直径相同的圆柱形孔,用一圆柱形销钉连接起来,在不计摩擦时,即构成光滑圆柱形铰链约束,简称铰链约束;2、约束特点：这类约束的本质为光滑接触面约束,因其接触点位置未定,故只能确定铰链的约束反力为一通过销钉中心的大小和方向均无法预先确定的未知力;通常此力就用两个大小未知的正交分力来表示;如图1－１０所示;3、铰链约束分类：这类约束有连接铰链、固定铰链支座、活动铰链支座等;1连接铰链中间铰链约束两构件用圆柱形销钉连接且均不固定,即构成连接铰链,其约束反力用两个正交的分力Ｆx和Ｆy表示,２. 固定铰链支座约束如果连接铰链中有一个构件与地基或机架相连,便构成固定铰链支座,其约束反力仍用两个正交的分力Ｆx和Ｆy表示., 如图1－１1所示;固定铰支座的几种表示3.活动铰链支座在桥梁、屋架等工程结构中经常采用这种约束;在铰链支座的底部安装一排滚轮,可使支座沿固定支承面移动,这种支座的约束性质与光滑面约束反力相同,其约束反力必垂直于支承面,且通过铰链中心;见图1-12四、固定端约束固定端约束能限制物体沿任何方向的移动,也能限制物体在约束处的转动;所以,固定端A处的约束反力可用两个正交的分力ＦＡＸ、ＦＡＹ和力矩为MＡ的力偶表示;见图1-13。

工程中常见的约束类型和约束力

FB
G
FD FA
第一章汽车常用构件力学分析
例4
• （略）画AB梁的受力图。
第一章汽车常用构件力学分析
例4
• （略）画AB梁的受力图。
FAy FAx
G
FB
第一章汽车常用构件力学分析
课堂练习:
画出下图中各构件的分离体受力图 C
y
q A D
xLeabharlann BE (a)q
G
第一章汽车常用构件力学分析
第一章汽车常用构件力学分析
分析自卸货车各部位约束类型
第一章汽车常用构件力学分析
例1
• 题略
F
G
第一章汽车常用构件力学分析
例1
• 题略
FY FX
F F
FT ´
FT
G
第一章汽车常用构件力学分析
G
例2
B
O G D A
第一章汽车常用构件力学分析
例2
B
O G D A
P
FD´ D
FT B
FA
O
FE G FD
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、柔性约束
第一章汽车常用构件力学分析
柔性约束
第一章汽车常用构件力学分析
柔性约束
第一章汽车常用构件力学分析
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
光滑接触约束实例3
刚性约束
第一章汽车常用构件力学分析
图1-27
光滑铰链
第一章汽车常用构件力学分析
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

公路工程施工：约束的识别与约束力的分析

➢ 约束反力：通过构件与支承面，并垂直于支承面，方向可能向上，也可能向下。
13
二、几种常见的约束及其约束力
3.三种支座（1）可动(滑动）铰支座
14
二、几种常见的约束及其约束力
3.三种支座（1）可动(滑动）铰支座
➢ 在工程实际中，大型钢梁或一些钢架桥以及立交桥的伸缩缝处的一端常采用可动铰支座（如下图所示）。其作用是：当因热胀冷缩而长度稍有变化时，可动铰支座相应地沿支承面滑动，从而避免温度变化引起的不良后果。
17
二、几种常见的约束及其约束力
3.三种支座
（3）固定端支座
限制物体的运动：既限制构件沿任何方向的移动，又限制构件的转动。约束反力：作用于插入处的水平约束反力和竖向约束反力，还有一个阻止转动的力偶。
输电杆与地基的联结也是固定端
18
二、几种常见的约束及其约束力
3.三种支座（3）固定端支座
表示：FN
公法线
FN
8
二、几种常见的约束及其约束力
2.光滑面约束
B FNB
A FNA
9
二、几种常见的约束及其约束力
2.光滑面约束
C O
B
FNB A
W
FNA 确定约束反力
10
二、几种常见的约束及其约束力
2.光滑面约束
画出下图(a)的受力图解：显然AC杆受到A、B、C三处的光滑面约束，按照光滑面约束的特点画出其受力图如图(b)所示。
➢ 被动力：对物体的运动或运动趋势起限制作用的力。如约束反力。
3
一、约束与约束力的概念
约束
力
大小：待定方向：与约束所能限制的运动方向相反作用点：接触处
➢ 不同性质的约束，其约束力也不同。工程中实际的约束很多，本节主要介绍几种常见的典型约束及其约束力。

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

1.6 约束与约束力

例1-4如图是矿井巷道支护的三铰拱，试画出BC杆和整体三铰拱的受力图。
P P N N NA
NB
（3）光滑铰链约束与链杆约束
光滑铰链的构成方式：用销钉连接两个钻有相同大小孔径的构件，就构成了铰链约束。
约束特点：限制物体沿径向的位移。约束力方向：在垂直于销钉轴线的平面内并通过销钉中
心。链杆约束的构成方式：杆件两端以铰链的形式与不同的物体连接，杆件中间不受其他力的作用（杆件自重忽略），这样的直杆称为链杆，对连接的物体而言，就是链杆约束。
(9)固定连接（刚性连接）
约束特点：阻止杆端在平面内任何方向的移动和转动。约束力：FAx 、FAx 、MA。
(10)定向支座约束
约束特点：阻止杆端在平面铅锤方向的移动，但可以在水平方向移动，阻止转动。约束力：FAx 、FAx 、MA。
1.7 物体的受力图与受力分析
1.7.1 物体的计算简图
（3）固定铰链支座约束
铰链约束实例
铰
铰
滑槽与销钉（双面约束）
二力杆
例1 在图所示的三铰拱结构中，如将铰链C处的
销钉固连在构件II上，则构件I、II互为约束。铰
链处的约束力如图所示。
I
II
I
II
(5 )活动铰链支座约束
结构：约束由在铰链支座与光滑支承面间安装几个辊轴构成，
亦称辊轴支座约束。
[例] 画出下列各构件的受力图
请思考：分析下列结构中各构件的受力;
讨论哪些构件属于二力构件与三力汇交
画受力图的注意事项： 1、可利用简单的平衡条件，如二力平衡条件，三力汇交一点定理以及利用作用反作用定律正确、简洁地画出物体的受力图。 2、当所研究的问题由多个物体组成，可根据需要，取几个物体组成的系统为研究对象，取分离体。 3、画受力图时，必须考虑作用力与反作用力关系，

力学常见的几种约束

力学常见的几种约束一、平面运动的约束平面运动是指物体在平面上的运动，常见的约束有以下几种：1. 刚体约束：刚体约束是指物体在运动过程中保持形状不变的约束。

例如，两个物体通过铰链连接，类似于门上的铰链。

这种约束使得物体只能以固定的方式旋转或摆动，而无法发生其他形式的运动。

2. 直线运动约束：直线运动约束是指物体在运动过程中只能沿着特定的直线路径运动。

例如，一个物体通过滑轮和绳子与固定点相连，这种约束使得物体只能沿着绳子所在的直线路径进行运动。

3. 弹性约束：弹性约束是指物体在运动过程中受到弹性力的作用，使得物体产生回复力，保持形状或位置的约束。

例如，一个弹簧连接两个物体，当其中一个物体受到外力作用时，弹簧会产生回复力，使得两个物体保持相对位置不变。

二、空间运动的约束空间运动是指物体在三维空间中的运动，常见的约束有以下几种：1. 轴向约束：轴向约束是指物体在运动过程中只能沿着特定的轴线方向运动。

例如，一个物体通过轴承与固定点相连，这种约束使得物体只能沿着轴线方向进行运动。

2. 固定约束：固定约束是指物体在运动过程中被固定在特定的位置或方向上，无法发生任何形式的运动。

例如，一个物体通过焊接或螺栓固定在其他物体上，这种约束使得物体无法移动或旋转。

3. 平面约束：平面约束是指物体在运动过程中只能在特定的平面内运动。

例如，一个物体通过球面关节与其他物体连接，这种约束使得物体只能在球面内进行运动。

三、约束力的作用约束力是指约束物体运动的力，它的作用是保持物体在约束条件下的形状、位置或运动状态。

约束力可以分为两种类型：1. 内力：内力是指物体内部各部分之间相互作用产生的力。

例如，一个物体被绳子系住，绳子的拉力就是内力，它使得物体保持在约束条件下的形状或位置。

2. 外力：外力是指外部施加在物体上的力。

例如，一个物体被推、拉或施加其他形式的外力，这些外力会产生约束力，使得物体在约束条件下进行运动或保持特定的形状。

四、约束的分析与应用对于力学中的约束问题，常常需要通过分析约束条件和受力情况，求解物体的运动状态或受力分布。

1.3.1常见约束及其约束力

常见约束及其约束反力航天航空学院力学实验教学国家示范中心主讲人在空间的位置或位移不受限制的物体称为自由体
6 常见约束及其约束反力
约束：限制物体的位移或速度的某些物体或某种限制条件。
自由体：在空间的位置或位移不受限制的物体称为自由体。
非自由体：在空间中的位置或位移受到限制
的物体称为非自由体。
主动力：促使物体运动或有运动趋势的力，工程上称为载荷。
约束力：约束作用于被约束体的力，称为约束力或约束反力。
约束力特点： 1. 约束力的大小和方向与主动力有关。 2. 约束力的方向和它的约束特点有关，与该约束所能阻碍的物体的位移方向相反。
常见约束
1.柔索约束
E
AC
DB
约束特性：
只能承受拉力，阻碍物体沿
亦称为可动铰支座。
向。
通过铰链中心，沿支承面法线方 F
F
F
常见约束
5. 光滑球铰链约束
Fz
Fy O
Fx
约束结构: 由一物体的球部嵌入另一物体的球窝构成。约束特性: 允许物体绕球心O 转动,不能沿径向移动。约束反力: 通过球心O,方向不能预先确定,通常用三
个正交分力Fx，Fy，Fz来表示。
人造髋关节
常见约束
7.二力杆（链杆）约束
约束特点: 两端以光滑铰链（性质同铰链）和其他物体相连；不计自重且不再受其它力
约束的力作: 用。通过两铰链中中心连线，等值、反向。
A CB
D
FC
FD
A
B
C
D
C FC
D
FD
常见约束
8. 固定端约束约束特点: 不能沿任何方向移动,也不能绕任一轴转动。
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理论力学—常见约束类型及约束反力

理论力学—常见约束类型及约束反力
在理论力学中，一个系统中的物体可能受到各种约束，这些约束可以是完全不可动的，也可以是不完全可动的。

约束的类型决定了如何描述系统的运动，并且会导致约束反力的
出现。

下面是一些常见的约束类型及其约束反力的介绍：
1. 几何约束
几何约束是一种完全不可动的约束，即物体在约束条件下无法发生任何运动。

这种约
束通常表示为位置矢量方程，例如两个物体之间的距离总是保持不变。

对于这种约束，约束反力是沿着约束方向的力，其大小足以保持物体保持在约束条件
下静止或者运动。

例如，如果两个物体被保持在一定距离内，则约束反力将保持这个距离
不变。

2. 绳索约束
绳索约束是一种不完全可动的约束，即物体在约束条件下可以沿着绳索的方向运动，
但是不能穿过绳索。

这种约束通常表示为张力方程，例如绳索的张力总是等于重力或其它
作用力的方向。

3. 平面约束
对于平面约束，约束反力是沿着约束面垂直方向的力，其大小足以保持物体在平面上
运动。

这种力通常称为正压力，由于物体压在约束面上而产生。

4. 万向节约束
万向节约束是一种不完全可动的约束，即物体在约束条件下只能在一个平面内的运动，但是可以在该平面内任意运动。

这种约束通常表示为关节方程，例如人体的臂可以以肩关
节(球形)为支点进行运动。

总的来说，不同类型的约束通常具有不同的约束反力，了解这些约束反力对于解决力
学问题非常重要。

常见约束

§1.3
约束与约束反力
约束
一、自由体非自由体
自由体：空间运动没有受到其他物体施加的限制；非自由体：运动受到某种条件限制的物体。轴承
滑道
滑块
约束：若一物体的位移受到周围物体的限动力(荷载)与约束反力
集中力
汽车通过轮胎作用在桥面上的力
分
桥面板作用在钢梁的力
4、球形铰链约束
球槽杆球
Fy Fx Fz
约束特点：杆只能绕球心转动，不能在空间任意移动。反力方向：球窝给予球的约束反力必通过球心，可以用三个互相正交的分力表示。
Z
球球窝盆骨
X
Y
股骨
约束力通过球铰中心
盆骨与股骨之间的球铰连接
5、轴承约束
滚珠(柱)轴承
约束特点：限制轴在垂直于轴线平面内的径向运动。
布力
主动力：一般为物体的外载荷。重力，水压力、风压力，油压力等。约束力：约束施加于被约束物体的力。约束反力，反力主动力为已知力；约束力为未知力。
静力分析的任务就是根据主动力确定未知约束反力。
三、约束与约束反力
约束力是通过约束与被约束物体之间的相互接触而产生的。约束力的特征与接触面的物体性质及约束的结构形式有关。
NB
约束特点：无论接触面是平面还是曲面，都不能限制物体沿接触面切向运动，只能限制物体沿接触面法线方向的运动。反力方向：沿接触面公法线方向指向物体。
FR
滑槽与销钉
2、圆柱铰链约束
约束特点：
被约束物体只能绕销钉轴线转动，而不能在垂
直于销钉轴线的平面内
产生任意方向的移动。固定铰支座铰支座
柔性约束刚性约束 1、光滑面约束 2、圆柱铰链约束 3、辊轴约束 4、球形铰链约束 5、轴承约束

约束和约束力

理论力学
约束和约束力
被约束体
一个运动受到限制或约束的物体，称为被约束体。
约束
限制被约束体运动的周围物体称为约束。
例如图，圆柱形滚子静止在水平路面上。取滚子为研究对象，则
它是一个被约束体，而路面就是它的一个约束。
约束力
约束对被约束体的反作用力称为约束力。例如图，重物由绳索挂在空中。取重物作为研究对象，则它是一
约束力的方向沿接触面公法线指向被约束体，称为法向约束力。
一，理想的光滑表面约束
例图1-7中的直杆放在槽中，它在A，B，C三处受到槽的约束，
这种约束称为尖端支承约束，此时可将尖端支承处看作小圆弧与直线相切，其约束力仍是法向约束力。
图 1-7
二，柔性约束
柔性约束一般由柔软的绳索、链条或皮带等构成。由于这些物体只能承受拉力，故这类约束的约束力只能是拉力。
一种特殊的平面铰链，通常与固定铰支座配对，分别装在桥梁的两端。
与固定铰支座不同的是，它不限制被约束的梁端在水平方向的位移。
这种铰链的约束力只能在滚轮与地面接触面的公法线方向，如图1-14（a）所示
（a）
图 1-14
（b）
！圆柱铰链约束不能限制构件之间绕销钉轴的相对转动
三，空间球铰链
球铰链的构造如图1-15（a）所示，通常是将构件的一端做成球形后放入另一构件或基础中的球窝中。
图 1-11
（2）向心滚动轴承
图 1-12
轴颈处的向心滚动轴承，如图1-12所示。
（3）连接铰链
约束在工程中实例
用来连接两个可以相对转动但不能移动的构件，如曲柄连杆机构
中的曲柄与连杆、连杆与滑块的连接，如图1-13所示。
通常在两个构件的连接处用一小圆圈来表示铰链

请简要写出力学常见的几种约束

请简要写出力学常见的几种约束力学是物理学中研究物体运动和受力的学科，它研究物体在不同条件下的运动规律和力的作用。

在力学中，约束是指限制物体运动的条件或限制物体形状的条件。

以下是力学中常见的几种约束：一、约束力约束力是指由于物体受到其他物体或系统的限制而产生的力。

在物体受到约束时，它受到的力不仅包括外力，还包括其他物体或系统对它的约束力。

例如，在一个简单的摆钟中，摆球受到地球引力的作用，同时还受到摆线对它的约束力，使得摆球只能在一定范围内来回摆动。

二、刚体约束刚体约束是指物体在运动或静止过程中，受到其他物体或系统的限制而无法改变形状或相对位置的情况。

刚体约束可以通过各种方式实现，如支撑、固定或限制物体的运动范围等。

例如，在一个木板上放置一个物体，木板对物体的支撑就是一种刚体约束。

三、弹性约束弹性约束是指物体在受到一定外力作用后，由于物体本身具有弹性，会产生一定的形变或位移，但仍保持一定的形状或相对位置的约束。

弹性约束常见于弹簧、橡胶等材料。

例如，在一个弹簧上挂一个物体，弹簧会受到物体的重力作用而发生形变，但仍然保持约束物体的位置。

四、几何约束几何约束是指物体在运动或静止过程中，受到几何形状或结构的限制而无法改变形状或相对位置的情况。

几何约束可以通过物体的形状、结构或其他物体的位置来实现。

例如，在一个两端固定的杆上放置一个物体，杆对物体的位置限制就是一种几何约束。

五、摩擦约束摩擦约束是指由于物体表面之间的摩擦力而产生的约束。

摩擦约束可以使物体在受到一定外力作用时，保持相对静止或一定的运动状态。

摩擦约束是力学中常见的一种约束形式。

例如，在一个倾斜的平面上放置一个物体，物体受到重力和平面对它的摩擦力的作用，从而保持在平面上运动或静止。

六、约束条件约束条件是指物体在运动或静止过程中，受到的限制条件或限制方程。

约束条件可以是物体的几何形状、运动速度、加速度等方面的要求。

约束条件常常用于解决力学问题中的未知量。

力学常见的几种约束

力学常见的几种约束力学是研究物体运动的学科，其中约束是力学中的重要概念之一。

约束是指限制物体运动的条件或规定，它可以是不同形式的，如几何约束、物理约束、动力学约束等。

本文将介绍一些力学中常见的几种约束。

一、几何约束几何约束是指物体在空间中的几何形状和位置方面的限制条件。

常见的几何约束有以下几种：1. 平面约束：物体在空间中受到平面的限制，只能在平面内运动。

例如，物体在水平台面上滑动或旋转。

2. 直线约束：物体在空间中受到直线的限制，只能沿着直线运动。

例如，物体在直轨道上沿直线运动。

3. 曲线约束：物体在空间中受到曲线形状的限制，只能沿着曲线运动。

例如，物体在弧形轨道上运动。

4. 轴向约束：物体在空间中受到轴线的限制，只能绕轴线旋转。

例如，物体在固定的转轴上旋转。

这些几何约束可以使物体的运动轨迹受到限制，从而使得问题的研究更加具有挑战性和实用性。

二、物理约束物理约束是指物体在运动过程中受到的力学上的限制条件。

常见的物理约束有以下几种：1. 弹簧约束：物体受到弹簧的力作用，弹簧的伸缩成为物体运动的约束条件。

例如，弹簧振子的运动过程中，物体受到弹簧的弹力作用，从而使得物体的运动受到限制。

2. 地面约束：物体在地面上受到摩擦力、重力等力的作用，从而使得物体运动受到地面的约束。

例如，物体在水平地面上滑动时，受到了地面的摩擦力的约束。

3. 引力约束：物体受到其他物体的引力作用，从而使得物体的运动受到引力的约束。

例如，行星绕太阳运动时，受到太阳的引力作用，从而形成椭圆轨道。

这些物理约束不仅仅限制了物体的运动自由度，还可以反映出物体间的相互作用和力学性质。

三、动力学约束动力学约束是指物体在运动过程中受到的动力学限制条件。

常见的动力学约束有以下几种：1. 轨迹约束：物体运动的轨迹受到限制，例如，圆周运动、线性运动等。

物体在运动过程中，其加速度满足一定的关系，从而限制了物体的轨迹。

2. 能量守恒约束：在某些特定的物理系统中，能量守恒是一个重要的约束条件。

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。