构件静力分析基础培训课件.ppt

第1章 构件静力分析基础,1.基本概念（力、刚体）2.静力学公理 3.约束和约束反力 4.受力图,3.约束和约束反力,（1）概念自由体：在空间可以自由运动，其位移不受任何限制的物体。非自由体：某些方向的位移受到限制的物体。主动力：使物体产生运动或有运动趋势的力。约束：限制非自由体运动的物体。约束反力(反力)：约束对非自由体的作用。反力的作用点：是约束与非自由体的接触点。反力的方向：总是与该约束所能限制的运动方向相反。反力的大小：总是未知的。在静力学中可以利用相关平衡条件求出约束反力。,3.约束和约束反力,（2）约束的基本类型柔体约束光滑面约束 光滑铰链约束 固定端约束,3.约束和约束反力,柔体约束特点：柔软易变形，只能承受拉，不能承受压。柔性约束只能限制非自由体沿约束伸长方向的运动而不能限制其它方向的运动。约束反力：只能是拉力，作用在与非自由体的接触点处，作用线沿柔索背离非自由体。,皮带传动,3.约束和约束反力,光滑面约束特点：无论两物体间的接触面是平面还是曲面，只能承受压而不能承受拉，只能限制物体沿接触面法线方向的运动而不能限制物体沿接触面切线方向的运动。约束反力：垂直于接触处的公切面，而指向非自由体。,光滑接触面约束,3.约束和约束反力,光滑铰链约束 特点：两非自由体相互联接后，接触处的摩擦忽略不计，只能限制两非自由体的相对移动，而不能限制两非自由体的相对转动的约束，包括中间铰链约束、固定铰链约束和活动铰支座三种类型。约束反力：通过铰链中心，大小、方向均未确定。一般用一对通过铰链中心，大小未知的正交分力来表示。但其中二力构件、活动铰支座的反力方向是可以确定的。,3.约束和约束反力,中间铰链约束：,约束力特点：作用线通过销钉中心，垂直于销钉轴线，方向不定。,3.约束和约束反力,固定铰链约束：,约束力特点：与中间铰相同。,3.约束和约束反力,活动铰支座：,约束力通过销钉中心，垂直于支承面，指向不定。,3.约束和约束反力,固定端约束：特点：一杆插入固定面的力学模型，如车刀与工件分别夹持在刀架和卡盘上，都是固定不动的。约束反力：固定端既限制了非自由体的垂直与水平移动，又限制了非自由体的转动，故此在平面问题中，可将固定端约束的约束反力简化为一组正交的约束反力与一个约束力偶。,4.受力图,恰当地选取研究对象，正确地画出构件的受力图是解决力学问题的关键。画受力图的具体步骤如下：1.明确研究对象，画出分离体；2.在分离体上画出全部主动力；3.在分离体上画出全部约束反力。,4.受力图,例 1-1 一重为G的球体C，用绳子BA系在光滑的铅垂墙壁上，试画出球体C的受力图。,G,A,D,B,C,G,D,B,FT,FN,C,4.受力图,例1-2 如图所示三铰拱桥，由左、右两半拱铰接而成。设各拱自重不计，在半拱AB上作用有载荷F，试画出左半拱片AB、右半拱BC和整体的受力图。,4.受力图,解：1）选取右半拱BC为研究对象，画出受力图,2）选取左半拱AC为研究对象，画出受力图,左半拱AC受力图 另一画法,3)取整体为研究对象，画出受力图,4.受力图,例1-3 如图曲柄冲压机工作简图，皮带轮重为G，冲头C及连杆BC的重量忽略不计，冲头C所受工作阻力为Q。试画出带轮A、连杆BC、冲头C和整个系统的受力图。,解：,（1）先取冲头为研究对象,（2）画出研究对象分离体,（3）画出全部主动力,（4）画出全部约束反力,连杆受力图,取连杆为对象,画出受力图：,二力杆,带轮受力图,取带轮为对象,画出受力图：,画出整体受力图,取整体为对象,B,C,A,GAB,W,FW,B,GAB,C,A,FNM,FNM,M,M,GC,GC,F,FAX,FAY,例题1-4 画出下图杆AB和球的受力图,