1.3 约束与约束力 课件(共16张PPT)-《土木工程力学基础》同步教学(高教版第三版)

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1.3 约束与约束力 课件(共16张PPT)-《土木工程力学基础》同步教学(高教版第三版)

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(共16张PPT)
原理
公理
二力平衡公理
法则
力的可传性
原理
平行四边形
法则
作用力与反作
用力公理
力的多边形
法则
加减平衡力系
公理
柔体
光滑面
链杆
4 类约束
圆柱链
约束的识别与
约束力的分析
可动铰支座
3 种支座
固定铰支座
固定端支座
柔体、光滑面、链杆、
铰链约束
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
蹦极人向下坠落
人站立保持静止
限制
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
1. 约束和约束力
(1)约束:限制物体运动的物体。
被约束物体
约束
(约束是物体)
地面
(2)约束力:约束对被约束物体的作用力。
(约束力是被动力)
看图
说意
图1-1a
(3)约束力方向:总与约束所能限制的运动方向相反。
(支持力FN向上)
限制
(4)主动力:主动使物体运动或有运动趋势的力。
(主动力在工程上称为荷载)
图1-1b
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
2. 柔体约束




(1)柔体:绳索、链条等柔性物体用作约束时构成柔体约束。
绳索
灯笼
(2)约束性能:限制沿其伸长方向运动。
(只拉不压)
图1-2a
看图
说意
(3)约束简图:见图1-2b
(4)约束力:
①符号:FT
②方向:过接触点,沿其中心线,背离被约束物体的拉力
③未知数:1个
图1-2b
图1-2C
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
3. 光滑接触面约束
(1)光滑接触面:接触处摩擦力可略去不计构成光滑接触面


(2)约束性能:限制沿其垂线并指向光滑面的运动
(3)约束简图:见图1-3a
A
看图
说意
图1-3b
图1-3a
(4)约束力:
① 符号:FN
② 方向:过接触点,沿其垂线方向,指向被约束物体的压力
③ 未知数:1个
图1-3c
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
(5)四种常见光滑接触面约束力方向的确定
① 直线与直线接触:
FN
垂直于直线
(虚线+直角)
图1-4a
② 直线与点接触:
FNC
图1-4b
③ 直线与圆接触:
指向圆心
(虚线+圆心)
图1-4c
④ 圆与圆接触:
图1-4d
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
思考:上部斜向直杆AB对下部水平杆BC起着怎样的作用?
A
B
C
G
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
4. 链杆约束
(1)链杆:不计自重并两端用光滑销钉与物
体相连的直杆。
(2)约束性能:限制沿其轴线方向运动
(3)约束简图:见图1-5b
(4)约束力
看图
说意
G
图1-5b
图1-5a
① 符号:FR
②方向:沿链杆轴线,指向不定
③未知数:1个
A
A
图1-5c
图1-5d
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
(5)链杆和二力杆
二力杆:可直可曲
链杆:直杆
A
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
门合页
限制
图1-6b
图1-6a
柔体、光滑面、链杆、铰链约束
5. 圆柱铰链
图1-6b
(1)圆柱铰链:将圆柱形销钉插入两个物体的
圆孔中,构成圆柱铰链。
(2)约束性能:限制移动
(3)约束简图:见图1-6c
(4)约束力
C
看图
C
说意
B
A
① 符号:F 、F 或F 、 α
X
Y
R
② 方向:不定
③ 未知数:2个
图1-6d
图1-6c
柔体、光滑面、链杆、铰链约束——小结
限制运动方向
受力图
约束力方向
约束类型
约束简图
未知数
柔体
背离约束物体
1
光滑面
链杆
指向约束物体
1
1
轴向,指向不定
圆柱
铰链
方向不定
2

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