约束与约束反力.ppt
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约束与约束反力.ppt
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1-3力偶的概念与性质,力偶,由两个等值、反向、不共线的(平行)力组成的力系称为力偶,记作,1、力偶矩,力偶矩矢的模(大小):
力偶矩矢的方位:
沿力偶作用面的法向(表示力偶作用面的方位),力偶矩矢的指向:
按右手法则确定(表示力偶的转向),力偶矩矢的三要素:
力偶矩的大小、作用面的方位和转向。
2、平面力偶(代数量),力偶矩:
m=Fd,3、空间力偶(矢量),力偶的作用面,力偶臂,性质1:
力偶无合力,本身又不平衡,是一个基本力学量。
力偶只能和力偶平衡,而不能和一个力平衡。
4、力偶的性质,性质2:
力偶中两个力在任意坐标轴上投影之代数和为零。
性质3:
力偶中两力对任一点取矩之和恒等于力偶矩,而与矩心的位置无关。
性质4:
力偶可以在其作用面内任意移动或转动,或移到另一平行平面,而不影响它对刚体的作用效应。
5、力偶的等效条件,两个力偶等效,力偶矩矢相等,只要保持力偶矩大小和转向不变,可以任意改变力偶中力的大小和相应力偶臂的长短,而不改变它对刚体的作用效应。
自由体:
可以任意运动(获得任意位移)的物体。
非自由体:
运动(位移)受到某些限制的物体。
约束反力:
约束对被约束体的作用力。
约束:
由周围物体所构成、限制非自由体位移的条件。
主动力:
约束力以外的力。
一、基本概念,1-4约束与约束反力,约束反力的大小常常是未知的;约束反力的方向总是与约束所限制物体的位移方向相反;约束反力作用点在物体与约束相接触的那一点。
约束反力的特点:
1.柔性约束:
由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束,柔索只能受拉力,又称张力.用表示,二、工程中常见的约束,链条构成的约束,柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体,胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向,为拉力,2.光滑接触约束:
具有光滑接触面(线、点)的约束,光滑支承接触对非自由体的约束力,作用在接触处;方向沿接触处的公法线并指向受力物体,故称为法向约束力,用表示,3.光滑圆柱铰链约束,A,B,约束力特点:
不计摩擦时,轴与孔在接触处为光滑接触约束法向约束力约束力作用在接触处,沿径向指向轴心,当外界载荷不同时,接触点会变,则约束力的大小与方向均有改变,可用二个通过轴心的正交分力表示,固定铰链支座,其中一个构件固定在地面,中间铰约束,如果两个有孔物体用销钉连接,称为中间铰约束,4.活动铰链支座,在固定铰链支座的底部安装一排滚轮,可使支座沿固定支承面滚动。
5.光滑球形铰链约束,约束特点:
通过球与球壳将构件连接,构件可以绕球心任意转动,但构件与球心不能有任何移动,约束力:
当忽略摩擦时,球与球座亦是光滑约束问题约束力通过接触点,并指向球心,是一个不能预先确定的空间力.可用三个正交分力表示,6.轴承约束,向心轴承,约束特点:
限制轴沿轴径方向上的径向运动;不限制轴的转动,也不限制轴沿轴线方向的微小窜动。
约束力:
轴承对轴的约束力大小和方向都未知,通常用x、y坐标轴上的两个未知力分量表示,止推轴承,约束特点:
止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制,约束力:
比径向轴承多一个轴向的约束力,亦有三个正交分力,7、固定端约束,固定端(插入端)约束的约束反力:
,为固定端约束反力;,限制物体平动,为限制转动。
(5)球铰链空间三正交分力,(6)轴承约束,
(1)柔索约束张力,(3)光滑圆柱铰链,
(2)光滑面约束法向约束力,总结,(4)活动铰链支座光滑面,止推轴承空间三正交分力,向心轴承-,(7)固定端约束,
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