第四节常见约束及受力图
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第四节常见约束及受力图
例4-1 图1-30a所示的三铰拱桥，由左、右两半拱桥铰接而成，画左
半拱桥AB的受力图
答案
第四节常见约束及受力图
第四节常见约束及受力图
例1-7 图1-31a所示为内燃机主运动机构结构简图，试画出活塞B
的受力图
答案
第四节常见约束及受力图
第四节常见约束及受力图
例1-8 图1-32a所示为凸轮机构结构简图，试画出从动件AB的受力图
（活动铰支座动画） （活动铰支座实例）
固定铰链支座动画
第四节常见约束及受力图
活动铰链支座的几种力学模型及约束力表示：
（例题）
第四节常见约束及受力图
F
A
C
B
α
图1-26 杆AB的受力图 答案
第四节常见约束及受力图
FNAX
A FNAY
F
C
B
FNB α
第四节常见约束及受力图
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
第四节常见约束及受力图
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
第四节常见约束及受力图
4）活动铰链约束
概念：原固定铰链下边不固定，安装上滚柱就称为活动铰链支座。 特点：只限制构件沿支承面法线方向的移动。 约束力的方向：约束力过铰链中心，垂直于支承面，指向构件。 常用符号：FN表示
第四节常见约束及受力图
1.柔性约束
柔性约束 实例一
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
皮带传动
第四节常见约束及受力图
F AD nB C
答案
n
M
第四节常见约束及受力图
F
A FNB
B
D FND C
FN
F'N
FNY M FNX
第四节常见约束及受力图
课堂练习
第四节常见约束及受力图
如图所示为支架结构简图，试画出杆AB与杆CD的受力图
第四节常见约束及受力图
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。
概念：两构件采用圆柱销所形成的联接，并忽略接触处的摩擦，这类约束 就称为光滑圆柱铰链约束。（动画实例）
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
第四节常见约束及受力图
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。
常用符号FN表示。
实例分析
第四节常见约束及受力图
光滑面约束
第四节常见约束及受力图
实例分析
O
C
A
G
B
O
A
B
G
第四节常见约束及受力图
课堂练 习
图1-29a所示重G的球体A，用绳子BC系在墙壁上，画出球体 A的受力图。
C
答案
B
D
A
G
第四节常见约束及受力图
FT
B
FN D
A
G
第四节常见约束及受力图
3.光滑圆柱铰链约束
§1.4 工程中常见的约束及构件的受力图
一、约束与约束反力 二、工程中常见的约束类型 三、构件的受力分析及受力图 四、例 题 五、绘制受力图注意事项 六、课堂练习 学习提要
第四节常见约束及受力图
一、约束与约束反力
工程实例
工业用厂房
皮带传动
第四节常见约束及受力图
1.概念：
约束：一物体的运动受到周围物体的限制时，这种限制就称 为约束。
约束力：约束限制物体运动的力称为约束力。
铁轨
柔性约束实例
Байду номын сангаас
第四节常见约束及受力图
2.作用于物体上的力分为两类：
主动力：使物体产生可能运动的力 约束力：约束限制物体某种可能运动的力
方向——总是与该约束所能限制的运动或运动趋势方向相反
约
束
力
作用点——接触处
第四节常见约束及受力图
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
(3)实例分析
第四节常见约束及受力图
2.光滑面约束
动画 光滑面约束
（1）概念：当两物体直接接触，并可忽略接触处的摩擦时，约束只能 限制物体在接触点沿接触面的公法线指向约束物体的运动，而不能限 制物体沿接触面切线方向的运动，这类约束称为光滑面约束。
（2）约束力方向：沿接触点公法线，指向被约束物。
第四节常见约束及受力图
学习提要
1. 通过工程实例理解约束及约束力的概念 2. 熟练掌握工程中常见约束类型及约束力的特点 3. 熟练掌握构件的受力分析及受力图的绘制
第四节常见约束及受力图
均称为固定端约束。
（固定端约束实例一） （固定端约束实例二）
第四节常见约束及受力图
固定端约束的力学模型及约束力表示：
F
A
B
F
F
A
NAX
B
MA
FNAY
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。
第四节常见约束及受力图
固定铰链支座符号表示方法
第四节常见约束及受力图
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。
特点：只限制了构件孔端的任意移动，不限制构 对转动。 图示表示方法：
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）
例4-1 图1-30a所示的三铰拱桥，由左、右两半拱桥铰接而成，画左
半拱桥AB的受力图
答案
第四节常见约束及受力图
第四节常见约束及受力图
例1-7 图1-31a所示为内燃机主运动机构结构简图，试画出活塞B
的受力图
答案
第四节常见约束及受力图
第四节常见约束及受力图
例1-8 图1-32a所示为凸轮机构结构简图，试画出从动件AB的受力图
（活动铰支座动画） （活动铰支座实例）
固定铰链支座动画
第四节常见约束及受力图
活动铰链支座的几种力学模型及约束力表示：
（例题）
第四节常见约束及受力图
F
A
C
B
α
图1-26 杆AB的受力图 答案
第四节常见约束及受力图
FNAX
A FNAY
F
C
B
FNB α
第四节常见约束及受力图
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
第四节常见约束及受力图
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
第四节常见约束及受力图
4）活动铰链约束
概念：原固定铰链下边不固定，安装上滚柱就称为活动铰链支座。 特点：只限制构件沿支承面法线方向的移动。 约束力的方向：约束力过铰链中心，垂直于支承面，指向构件。 常用符号：FN表示
第四节常见约束及受力图
1.柔性约束
柔性约束 实例一
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
皮带传动
第四节常见约束及受力图
F AD nB C
答案
n
M
第四节常见约束及受力图
F
A FNB
B
D FND C
FN
F'N
FNY M FNX
第四节常见约束及受力图
课堂练习
第四节常见约束及受力图
如图所示为支架结构简图，试画出杆AB与杆CD的受力图
第四节常见约束及受力图
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。
概念：两构件采用圆柱销所形成的联接，并忽略接触处的摩擦，这类约束 就称为光滑圆柱铰链约束。（动画实例）
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
第四节常见约束及受力图
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。
常用符号FN表示。
实例分析
第四节常见约束及受力图
光滑面约束
第四节常见约束及受力图
实例分析
O
C
A
G
B
O
A
B
G
第四节常见约束及受力图
课堂练 习
图1-29a所示重G的球体A，用绳子BC系在墙壁上，画出球体 A的受力图。
C
答案
B
D
A
G
第四节常见约束及受力图
FT
B
FN D
A
G
第四节常见约束及受力图
3.光滑圆柱铰链约束
§1.4 工程中常见的约束及构件的受力图
一、约束与约束反力 二、工程中常见的约束类型 三、构件的受力分析及受力图 四、例 题 五、绘制受力图注意事项 六、课堂练习 学习提要
第四节常见约束及受力图
一、约束与约束反力
工程实例
工业用厂房
皮带传动
第四节常见约束及受力图
1.概念：
约束：一物体的运动受到周围物体的限制时，这种限制就称 为约束。
约束力：约束限制物体运动的力称为约束力。
铁轨
柔性约束实例
Байду номын сангаас
第四节常见约束及受力图
2.作用于物体上的力分为两类：
主动力：使物体产生可能运动的力 约束力：约束限制物体某种可能运动的力
方向——总是与该约束所能限制的运动或运动趋势方向相反
约
束
力
作用点——接触处
第四节常见约束及受力图
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
(3)实例分析
第四节常见约束及受力图
2.光滑面约束
动画 光滑面约束
（1）概念：当两物体直接接触，并可忽略接触处的摩擦时，约束只能 限制物体在接触点沿接触面的公法线指向约束物体的运动，而不能限 制物体沿接触面切线方向的运动，这类约束称为光滑面约束。
（2）约束力方向：沿接触点公法线，指向被约束物。
第四节常见约束及受力图
学习提要
1. 通过工程实例理解约束及约束力的概念 2. 熟练掌握工程中常见约束类型及约束力的特点 3. 熟练掌握构件的受力分析及受力图的绘制
第四节常见约束及受力图
均称为固定端约束。
（固定端约束实例一） （固定端约束实例二）
第四节常见约束及受力图
固定端约束的力学模型及约束力表示：
F
A
B
F
F
A
NAX
B
MA
FNAY
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。
第四节常见约束及受力图
固定铰链支座符号表示方法
第四节常见约束及受力图
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。
特点：只限制了构件孔端的任意移动，不限制构 对转动。 图示表示方法：
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）