约束力与受力图

T
P
P
S1 S'1 S2 S'2
3
静 力 2、光滑接触面的约束 (光滑指不计摩擦)
约束力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体，为压力。这
学 类约束力也称法向约束力。常用FN
P P
N
N
NB NA
不能限制物体沿接触面切线方向的运动(相对转动)，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。
作用在物体上的力有：一类是:主动力,如重力,风力,气体 压力等。二类是：被动力，即约束力。
15
物体受力分析包含两个步骤：取分离体，画受力图。 1．取脱离体：是把所要研究的物体解除约束，即解除研究
对象与其它部分的联系；
2．画受力图：在脱离体上画所有主动力；
用相应的约束力代替解除的约束，画出其简图受力图。
才有相互机械作用力，要分清研究对象（受 力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触， 接触处必有力，力的方向由约束类型而定。
要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对 2、不要多画力 于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出
它是哪一个施力体施加的。
24
静 3、力不要画错力的方向
学约束力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能
限制了平面内可能的运动（移动和转动）。
13
A 固定端支座
X
A
A
m A Y A
14
静 力 §1-6 物体的受力分析和受力图 一、学受力分析
解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选 择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和 公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。
学
O
C
E
D
Q
A
B
18
静
力
学O
C
E
D
Q
A
B
19
静
力
学O
C
E
D
Q
A
B
20
静 [例力3] 画出下列各构件的受力图
学
说明：三力平衡必汇交 当三力平行时，在无限 远处汇交，它是一种特 殊情况。
21
静
[例力4] 尖点问题 学
应去掉约束
应去掉约束
22
静 [例力5] 画出下列各构件的受力图
学
23
静 三、力画受力图应注意的问题 1、学不要漏画力 除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触
结构实例（辅助支承） 结构简图
11
12
⑤固定端约束
将构件的一端插入一固定物体（如墙）中，就构成了固定 端约束。在连接处具有较大的刚性，被约束的物体在该处 被完全固定，即不允许相对移动也不可转动。固定端的约 束力，一般用两个正交分力和一个约束力偶来代替，方向 能不限定制。物体沿任何方向的移动，也能限制物体在约束处的转动。 性质特点：
静
力 一学、概念
§1-5 约束和约束力
自由体：位移不受限制的物体叫自由体。
非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 约束：非自由体的运动受到周围其它物体的限制条件。
（这里，约束是名词，而不是动词的约束。） 约束力：约束作用于该物体上的限制其运动的力,称为约束力。 主动力:作用于被约束物体上的约束力以外的力统称为主动力.
单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两 物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的 方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不 要把箭头方向画错。 4、受力图上不能再带约束。
即受力图一定要画在分离体上。
25
静 5、力受力图上只画外力，不画内力。 学一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有
特点是:作用线通过销钉中心,垂直于 销钉轴线,方向不定。
7
静 力 ②固定铰链支座约束：将结构物或构件用销钉与地面或机座连接就构 学 成了固定铰支座。固定铰支座的约束特点与中间铰约束相同。
8
静 力 ③活动铰支座（辊轴支座）：在固定铰支座和支承面间装有辊轴，就
构成了辊轴支座，又称活动铰支座。这种约束只能限制物体沿支承面法线
可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分 内力，就成为新研究对象的外力。
6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾。 对于某一处的约束力的方向一旦设定，在整体、局部 或单个物体的受力图上要与之保持一致。
7 、正确判断二力构件。
26
小结： （1）分离体要彻底分离。 （2）约束力、主动力一个不能少。 （3）约束力要符合约束力的性质。 （4）未知力先假设方向，计算结果定实际方向。 （5）分离体内力不能画。 （6）作用力与反作用力方向相反，分别画在不同的分离体上。
受力图是画出分离体上所受的全部力，即主动力与 约束力的作用点、作用线及其作用方向。
主动力是荷载产生的力，实际作用的力； 约束力是解除联系的作用力。
16
静 二力、受力图 画学物体受力图主要步骤为：①选研究对象；②取分离体；
③画上主动力；④画出约束力力。 [例1]
17
静
[例力2] 画出下列各构件的受力图
学 方向运动，而不能限制物体沿支承面移动和相对于销钉轴线转动。所以其
约束力垂直于支承面，通过销钉中心指向不定。
N的实际方向 也可以向下，
但一般都向 上
9
静 活力动铰支座（辊轴支座） 学
结 构 实 例
结构简图
10
静
滑槽与销钉
力
（双面约束）
学
④链杆约束 （二力杆约束）
两端以铰链与其它物体连接， 中间不受力且不计自重的 刚性直杆称链杆，这种约 束反力只能限制物体沿链 杆轴线方向运动，因此链 杆的约束力必沿杆两端铰 链中心连线，指向不定， 指向或为拉力或为压力。 链杆属于二力杆的一种特 殊情形。
4
静 3束、圆力柱形铰链约 ①中间学铰约
束
A
结构简图
约束反力
5
静
力 学
YA
A
A
XA
A
其约束力作用在垂直于销钉轴线平面内，通过销钉中心，方向不定。为计
算方便，铰链约束的约束力常用过铰链中心两个大小未知的正交分力XA，
YA来表示。两个分力的指向可以假设。
6
wenku.baidu.com
中间铰约束的特点
• 由于销钉与物体的圆孔表面都是光滑的, 两者之间总是有缝隙,产生局部接触,本质 上属于光滑接触面约束;那么销钉对物体 的约束力应通过物体圆孔中心.但由于接 触点不确定,故中间铰链对物体的约束力
1
静 约力束力特点： ①学大小常常是未知的；
②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；
③作用点在物体与约束相接触的那一点。
N1
G
G
N2
2
静 二、力约束类型和确定约束力方向的方法： 1、柔学性约束(由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束)
绳索类只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点，方
向沿绳索背离物体。用符号F或T表示.