會(huì)計(jì)學(xué)1b約束與約束反力概念剛體物體在受力的情況下,形狀和大小保持不變的物體是一種理想化的模型在外力作用下,形狀和大小發(fā)生改變的稱作變形體實(shí)際的研究中,如果變形對于我們研究的內(nèi)容影響非常微弱,則把研究對象視為剛體例如研究火車在鐵軌上的行駛規(guī)律,則可把鐵軌和車輪都視為剛體。第1頁/共27頁自由體物體的運(yùn)動(dòng)是自由的，位移不受任何限制空間站，人造衛(wèi)星，空中飛行的小鳥非自由體不能夠自由運(yùn)動(dòng)，物體的位移受到某些限制用繩吊著的小球，鐵軌上的列車第2頁/共27頁約束限制物體運(yùn)動(dòng)的周圍物體自由體只有在力的作用下才能改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此約束對物體必有力的作用約束反力約束對被約束物體施加的作用力，簡稱反力約束反力的方向總是沿著約束所能阻止物體的運(yùn)動(dòng)方向相反與約束反力相對應(yīng)，能夠主動(dòng)引起物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的力，稱作主動(dòng)力，或者荷載。第3頁/共27頁幾種基本類型的約束柔索軟繩、鏈條、皮帶之類的約束這類物體只能承受拉力，又稱張力，因此，只能限制物體沿柔索的伸長方向運(yùn)動(dòng)，因此，柔所的約束反力的作用線沿著柔索，背離約束物體。產(chǎn)生約束數(shù)量：1第4頁/共27頁膠帶對輪的約束力沿輪緣的切線方向，為拉力。第5頁/共27頁光滑接觸面當(dāng)物體間的摩擦可以忽略不計(jì)時(shí)，則可視兩物體為光滑接觸光滑接觸面只能限制物體沿接觸面的法線方向并指向接觸面內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)約束反力的作用線過接觸點(diǎn)，沿接觸面的公法線方向,故稱為法向約束力只能是壓力，方向指向被約束物體產(chǎn)生約束數(shù)量：1第6頁/共27頁公切線法線第7頁/共27頁光滑圓柱鉸鏈也稱作鉸鏈，工程與機(jī)械中常用來連接構(gòu)件或零件特點(diǎn)：兩個(gè)物體，兩個(gè)孔，中間用一銷釘固定常見的剪刀、門窗折頁，自行車的鏈條等圓孔是光滑的，因此，銷釘只能限制兩物體的相對移動(dòng)，而不能限制相對轉(zhuǎn)動(dòng)。銷釘與圓孔間仍屬光滑接觸面光滑鏈鉸的約束反力通過鏈鉸中心，方向無法確定時(shí)，用兩個(gè)分力表示；分力方向假定，正負(fù)號(hào)代表其方向產(chǎn)生約束數(shù)量：2第8頁/共27頁鉸鏈動(dòng)畫第9頁/共27頁固定鉸支座特點(diǎn)將前面光滑圓柱鉸鏈兩構(gòu)件中的一個(gè)與基礎(chǔ)或靜止不動(dòng)的物體相連反力與光滑圓柱鉸鏈相同因此，固定鉸支座也是一種光滑圓柱鉸鏈產(chǎn)生約束數(shù)量：2第10頁/共27頁可動(dòng)鉸支座特點(diǎn)在固定鉸支座的固定部分與地面或靜止物體間安裝輥軸，允許支座沿支撐面移動(dòng)，但不能脫離支撐面反力與光滑接觸面類似，垂直于光滑面產(chǎn)生約束數(shù)量：1第11頁/共27頁球鉸特點(diǎn)通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意轉(zhuǎn)動(dòng)，但構(gòu)件與球心不能有任何移動(dòng)反力忽略摩擦?xí)r,球與球殼之間仍是光滑摩擦問題約束反力通過接觸點(diǎn)，指向球心，不能預(yù)先確定通常用三個(gè)方向的分力表示產(chǎn)生約束數(shù)量：3第12頁/共27頁鏈桿特點(diǎn)一直桿，不計(jì)自重，兩端用鉸與其他物體相連，中間不受外力作用只能限制物體沿鏈桿中心線方向的運(yùn)動(dòng)反力作用線過鏈桿中心線，可以是拉力，亦可是壓力方向背離或指向被約束物體產(chǎn)生約束數(shù)量：1第13頁/共27頁固定端第14頁/共27頁特點(diǎn)構(gòu)件直接與基礎(chǔ)或靜止物體相連被約束物體既不能相對基礎(chǔ)移動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng)反力平面狀態(tài)：兩個(gè)相互正交分力+一個(gè)力矩三位狀態(tài)：三個(gè)相互正交分力+三個(gè)力矩產(chǎn)深約束數(shù)量平面狀態(tài)：3三維狀態(tài)：6==第15頁/共27頁進(jìn)行力學(xué)分析的時(shí)候，通常用鏈桿表示其它約束光滑圓柱鉸鏈=2鏈桿可動(dòng)鉸支座=1鏈桿球鉸=3鏈桿固定端平面=3鏈桿空間=6鏈桿第16頁/共27頁小結(jié)光滑面約束——法向約束力柔索約束——張力光滑鉸鏈——兩垂直分力可動(dòng)支座——垂直于接觸面的法向力球鉸支座——空間三正交分力鏈桿——軸線方向拉力或壓力第17頁/共27頁物體的受力分析和受力圖物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變與其所受到外力有關(guān)，研究物體的平衡、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，首先要分析物體的受力情況，這個(gè)過程叫做受力分析。整體由幾個(gè)構(gòu)件組合在一起，形成的一個(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分離體組成整體的構(gòu)件受力圖表示分離體受力的簡明圖形整體分離體第18頁/共27頁畫受力圖步驟畫出分離體去掉分離體的全部約束畫出的圖形要能夠準(zhǔn)確的表示分離體的幾何特性將已知的主動(dòng)力（荷載）畫在簡圖上包括主動(dòng)力的位置和方向按分離體所受約束性質(zhì)畫出所有約束反力（被動(dòng)力）畫受力圖的關(guān)鍵步驟根據(jù)約束性質(zhì)、同時(shí)考慮靜力學(xué)公理畫出約束反力第19頁/共27頁例1碾子重為p，拉力為f，A，B處為光滑接觸，畫出碾子受力圖解：取分離體，畫出簡圖畫主動(dòng)力畫約束反力第20頁/共27頁例2屋架受均布風(fēng)力q(N/m)，屋架自重為p，畫出屋架的受力圖解：取屋架，畫出簡圖畫出主動(dòng)力畫出約束反力第21頁/共27頁例3水平均質(zhì)梁AB重為P1，電動(dòng)機(jī)重為P2，不計(jì)桿CD自重，畫出桿CD和梁AB的受力圖。解：取CD桿，為二力桿受力如圖第22頁/共27頁取梁AB，其受力如圖CD桿能否化為下圖所示第23頁/共27頁例4不計(jì)三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱AB，CD的受力圖與系統(tǒng)的整體受力圖。解：右拱為二力