《工程力学》课件 2-2-约束的简化

任务二约束的简化支撑在墙上的梁为什么不向下运动？任务导学柱子为什么不向下运动？起吊的装配式构件简支梁桥任务书：指出下列约束的类型及画出约束反力。任务发布轻钢雨棚桥墩任务书：指出下列约束的类型及画出约束反力。任务发布约束：限制物体运动的物体在力学中称为约束。GGFN1FN2F约束反力：约束对被约束物体作用反力称为约束反力或称为约束力（可简称反力）。约束反力特点：一、约束与约束反力③作用点在物体与约束相接

触的那一点。①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；主动力：使物体运动状态发生变化或产生运动趋势，称为主动力（主动力一般已知）。被动力：约束反力由主动力引起，随主动力的改变而改变，故又称为被动力。约束反力的确定除了与主动力有关外，还与约束的类型有关。1、柔性约束由不计自重的绳索、链条或皮带等柔性体构成的约束，称为柔性约束。这种约束的特点是只能限制物体沿柔索伸长方向的运动。特点：柔性约束只能受拉；作用点：约束反力作用在接触点；方向：只能沿柔性体中心线背离物体（方向已知、大小未知）；常用FT表示。二、工程中常见的约束及其约束反力FT1FT2AFT1FT2约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。1、柔性约束二、工程中常见的约束及其约束反力柔索绳索、链条、皮带1、柔性约束二、工程中常见的约束及其约束反力胶带构成的柔性约束1、柔性约束二、工程中常见的约束及其约束反力链条构成的柔性约束1、柔性约束二、工程中常见的约束及其约束反力2、光滑接触面约束光滑接触面约束：当两物体的接触面之间的摩擦力很小、可忽略不计，就构成光滑接触约束。特点：只能限制被约束物体沿接触点处公法线朝接触面方向的运动，而不能限制沿其他方向的运动。作用点：约束反力作用在接触点；方向：沿公法线，指向被约束物体，称为压力，又称为法向反力。常用FN表示。（方向已知、大小未知）二、工程中常见的约束及其约束反力2、光滑接触面约束二、工程中常见的约束及其约束反力FN切面公法线FN切面公法线FN切面公法线约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向被约束物体。A切面公法线FNAFNAFNBFNC90°2、光滑接触面约束二、工程中常见的约束及其约束反力CAB3、光滑铰链约束不计销钉与孔壁的摩擦，销钉对所连接的物体形成的约束称为光滑铰链约束，简称铰链约束或中间铰。特点：这种约束不能限制物体绕销钉相互转动，而只能限制物体垂直于销钉轴线的平面内沿任意方向的相对移动。作用点：约束反力作用在接触点；方向：在垂直销钉轴线的平面内，并通过销钉中心，方向待定。通常用两个正交分力Fx和Fy来表示铰链约束反力。二、工程中常见的约束及其约束反力铰简化中间铰二、工程中常见的约束及其约束反力3、光滑铰链约束约束力表示简化二、工程中常见的约束及其约束反力BCABCACAFCxFCy3、光滑铰链约束BC4、固定铰支座固定铰支座：用光滑圆柱铰链把结构物或构件与支承底板连接，并将底板固定在支承物上而构成的支座，称为固定铰支座。特点：固定铰支座的约束反力同铰链约束。二、工程中常见的约束及其约束反力4、固定铰支座二、工程中常见的约束及其约束反力二、工程中常见的约束及其约束反力4、固定铰支座二、工程中常见的约束及其约束反力简化支座销钉构件AAAAAFAxFAy4、固定铰支座在固定铰链支座的底部安装可滚动的辊轴，就构成了可动铰支座，也称为辊轴支座。特点：这种支座限制物体沿接触面法线方向移动，不限制物体绕铰链中心的转动和沿接触面切线方向移动。约束反力：垂直支承面，且通过铰链中心，指向待定。二、工程中常见的约束及其约束反力5、可动铰支座（辊轴支座）简化二、工程中常见的约束及其约束反力AAAAFAA销钉支座辊轴5、可动铰支座（辊轴支座）约束反力：垂直支承面，且通过铰链中心，指向待定。可动铰支座其它表示FAAFBFCBCAFABFBCFC二、工程中常见的约束及其约束反力5、可动铰支座（辊轴支座）链杆概念：两端用光滑铰链与其他物体连接,不计自重且中间不受力作用的杆件称为链杆。二、工程中常见的约束及其约束反力6、链杆约束特点：只能限制物体沿链杆轴线方向的运动，而不能限制其他方向的运动。约束反力：作用线一定是沿着链杆两端铰链的连线，指向待定。链杆属于二力杆FAA例题1：分析图示结构各组成部分，有二力杆吗？构件BC固定铰支座构件AD铰链BC是二力杆AFAy链杆可以作支座，性质如可动铰支座。二、工程中常见的约束及其约束反力6、链杆约束`将构件的一端与一固定物体（如墙）紧密相连，在连接处具有较大的刚性，既能阻止构件支撑端产生相对移动，又能阻止构件产生转动的支座，就称为固定端支座。二、工程中常见的约束及其约束反力7、固定端支座特点：既能阻止相对移动，又能阻止转动约束反力：固定端的约束反力，一般用两个正交分力Fx和Fy和一个约束反力偶m来代替，指向待定。AAFAxFAyAmA`定向支座也称为滑动支座，支座限制物体的转动和垂直于其支承面方向的移动，而不能限制物体沿支承面方向的移动。二、工程中常见的约束及其约束反力8、定向支座特点：制物体的转动和垂直于支承面方向的移动，不能限制沿支承面方向的移动；约束反力：可用一个约束反力偶m和垂直于支承面的约束反力F来表示。AFAAmA起吊的装配式构件BAABFT1FT4FT2FT3W任务实施步骤1：指出约束的类型及画出约束反力简支梁桥ABFAxFAyFBy