常见的约束类型

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1-23

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

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。只能承受拉压