工程力学教案

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第2讲 § 1 － 3 约束与约束反力 【目的与要求】

1 、 使学生对约束的概念有清晰的理解 ;

2 、掌握柔性、光滑面、光滑铰链约束的 构造及约束反力的确定；

3 、能正确的绘制各类约束的约束反力，尤其是铰链约束、二力杆、三力构件的约束反力的画法。

【重点、难点】

1 、 约束及约束反力的概念。

2 、工程中常见的约束类型及约束反力的画法 。

自由体：在空间运动，其位移不受任何限制的物体。

非自由体：在空间运动，其位移受到某些方面任何限制的物体。 主动力：约束反力以外的其他力

约束 ——对非自由体某个方向的移动期限制作用的周围物体。 约束反力（约束力）——约束对被约束物体作用的力。

约束反力的特点——约束反力的方向总是与非自由踢被约束所限制的位移方向相反。 一、柔索约束 1.实例

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2.约束反力的特点：（拉力） 大小:待定 作用点；连接点

方向：柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。 二、光滑表面约束 1.实例

2.约束反力的特点（FN） 大小：待定

方向：沿着接触面的公法线指向物体内部。 作用点：接触点 三、光滑铰链约束 1.固定铰支座 1）实例

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2）反力特点：(Fx,Fy) 大小：待定

方向：互相垂直的二分力 作用点：铰链转动中心 2.活动铰支座 1）实例

2）反力特点： 大小：待定

方向：垂直于支撑面 作用点：铰链转动中心 3、中间铰链 1）实例

2）反力特点

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大小：待定。

方向：互相垂直的二分力。 作用点：铰链转动中心。 四、光滑球铰链约束(Fx,Fy,Fz) 1.实例

2.约束及反力特点

1）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．

2）约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题

3）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．

【小结】

1 、本节课详尽地介绍了工程中常见的各种约束 构造及约束反力的确定。 2 、光滑铰链约束的不同类型所具有的特点和 区别是本节课的难点，

3 、应通过扎实的练习，熟练掌握工程中常见的各种 约束及约束反力的正确画法 。

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