第四节-常见约束及受力图.ppt
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1、第四第四节 常常见约束及受力束及受力图一、约束与约束反力一、约束与约束反力一、约束与约束反力一、约束与约束反力工业用厂房工程实例工程实例工程实例工程实例皮带传动1.1.1.1.概念:概念:概念:概念:约束:约束:约束:约束:一物体的运动受到周围物体的限制时,这种限制就称一物体的运动受到周围物体的限制时,这种限制就称一物体的运动受到周围物体的限制时,这种限制就称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。为约束。为约束。为约束。约束力:约束力:约束力:约束力:约束限制物体运动的力称为约束力。约束限制物体运动的力称为约束力。约束限制物体运动的力称为约束力。约束限制物体运动的力称为约束力。
2、铁 轨柔性约束实例 2.2.2.2.作用于物体上的力分为两类:作用于物体上的力分为两类:作用于物体上的力分为两类:作用于物体上的力分为两类:主动力:主动力:主动力:主动力:使物体产生可能运动的力使物体产生可能运动的力使物体产生可能运动的力使物体产生可能运动的力 约束力:约束力:约束力:约束力:约束限制物体某种可能运动的力约束限制物体某种可能运动的力约束限制物体某种可能运动的力约束限制物体某种可能运动的力约约束束力力方向方向总是与该约束所能限制的运动或运动趋势方向相反总是与该约束所能限制的运动或运动趋势方向相反作用点作用点接触处接触处二、工程中常见的约束类型二、工程中常见的约束类型二、工程中常见
3、的约束类型二、工程中常见的约束类型1.1.1.1.柔性约束柔性约束柔性约束柔性约束2.2.2.2.光滑面约束光滑面约束光滑面约束光滑面约束3.3.3.3.光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束4.4.4.4.固定端约束固定端约束固定端约束固定端约束 1.1.1.1.柔性约束柔性约束柔性约束柔性约束1 1 1 1)概念:)概念:)概念:)概念:由绳索、胶带、链条等所组成的约束为由绳索、胶带、链条等所组成的约束为由绳索、胶带、链条等所组成的约束为由绳索、胶带、链条等所组成的约束为柔性约束柔性约束柔性约束柔性约束。特点:特点:特点:特点:这种约束只能限制沿物体沿柔索伸长方向
4、的运动。这种约束只能限制沿物体沿柔索伸长方向的运动。这种约束只能限制沿物体沿柔索伸长方向的运动。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,不能承受压力即:只能承受拉力,不能承受压力即:只能承受拉力,不能承受压力即:只能承受拉力,不能承受压力。2 2 2 2)约束力方向:)约束力方向:)约束力方向:)约束力方向:沿柔体的中线,背离被约束物体。常用符号沿柔体的中线,背离被约束物体。常用符号沿柔体的中线,背离被约束物体。常用符号沿柔体的中线,背离被约束物体。常用符号F FT T表示。表示。表示。表示。3 3 3 3)实例分析实例分析实例分析实例分析 柔性约束柔性约束柔性约束柔性约
5、束 实例一实例一实例一实例一皮带传动(3)(3)(3)(3)实例分析实例分析实例分析实例分析 2.2.2.2.光滑面约束光滑面约束光滑面约束光滑面约束 (1 1 1 1)概念:)概念:)概念:)概念:当两物体直接接触,并可忽略接触处的摩擦时,约束只能当两物体直接接触,并可忽略接触处的摩擦时,约束只能当两物体直接接触,并可忽略接触处的摩擦时,约束只能当两物体直接接触,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,而不能限限制物体在接触点沿接
6、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,这类约束称为制物体沿接触面切线方向的运动,这类约束称为制物体沿接触面切线方向的运动,这类约束称为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光滑面约束光滑面约束光滑面约束。(2 2 2 2)约束力方向约束力方向约束力方向约束力方向:沿接触点公法线,指向被约束物。沿接触点公法线,指向被约束物。沿接触点公法线,指向被约束物。沿接触点公法线,指向被约束物。常用符号常用符号常用符号常用符号F FN N表示表示表示表示。动画动画动画动画光滑面约束光滑面约束光滑面约束光滑面约束实例分析实例分析实例分析实例分析光滑面约束光滑面约束
7、实实实实 例例例例 分分分分 析析析析GGA AB BC COOOOA AB BGG课课课课 堂堂堂堂 练练练练 习习习习 图图图图1-29a1-29a1-29a1-29a所示重所示重所示重所示重G G G G的球体的球体的球体的球体A A A A,用绳子,用绳子,用绳子,用绳子BCBCBCBC系在墙壁上,画出球体系在墙壁上,画出球体系在墙壁上,画出球体系在墙壁上,画出球体A A A A的受力图。的受力图。的受力图。的受力图。答案答案答案答案 3.3.3.3.光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束 概念:概念:概念:概念:两构件采用圆柱销所形成的联接,并忽略接触处的摩
8、擦,这类约束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就称为光滑圆柱铰链约束就称为光滑圆柱铰链约束就称为光滑圆柱铰链约束。(动画实例动画实例动画实例动画实例)1 1 1 1)固定铰链支座)固定铰链支座)固定铰链支座)固定铰链支座 概念:概念:概念: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。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。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。把圆柱销联接的两个构件中
9、的一个固定起来,就称为固定铰链。特点:特点:特点: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。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。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。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固定铰链支座动画一固定铰链支座动画一固定铰链支座符号表示方法固定铰链支座符号表示方法约束力的方向约束力的方向约束力的方向约束力的方向:(固定铰链和中间铰)的约束力,通常用两个正交的分力(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。表示。特点特点特点特点:只
10、限制了构件孔端的任意移动,不限制构只限制了构件孔端的任意移动,不限制构 件绕销孔端的相件绕销孔端的相对转动。对转动。图示表示方法:图示表示方法:图示表示方法:图示表示方法:(中间铰动画中间铰动画)概念:概念:概念:概念:当圆柱销联接的两个构件不固定,通常就称为当圆柱销联接的两个构件不固定,通常就称为中间铰中间铰。FNXFNY2 2)中间铰中间铰中间铰中间铰注意:注意:注意: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当固定铰链或中间铰链约束的是二力杆时,其约束
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