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1、靜力學(xué)2.4約束0806.約束約束與約束力常見理想約束及其約束力的簡化靜力學(xué)2021/8/32理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束約束與約束力常見理想約束及其約束力的簡化靜力學(xué)2021/8/33理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/約束與約束力約束力兩類約束力限制小球在園槽中運(yùn)動(dòng)：理想約束力不起這種限制作用：非理想約束力氣球與管道間的摩擦理想約束：只考慮理想約束力的約束非自由體的真實(shí)運(yùn)動(dòng)是兩種力共同作用的結(jié)果主動(dòng)力約束對(duì)該物體的作用力約束力或約束反力2021/8/37理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束約束與約束力常見理想約束及其約束力的簡化靜力學(xué)2021/8/38
2、理論力學(xué)CAI靜力學(xué)常見理想約束及其約束力的簡化理想約束力的特點(diǎn)常見理想約束力的簡化約束/常見理想約束及其約束力的簡化2021/8/39理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化理想約束力的特點(diǎn)與約束的具體的形式以及非自由體的運(yùn)動(dòng)趨勢有關(guān)兩物體的接觸通常是面接觸，約束力通常是作用于非自由體上的力系需要對(duì)其進(jìn)行簡化理想約束力的方向應(yīng)該與物體被阻止的運(yùn)動(dòng)方向相反非自由體所受的理想約束力大小與方向通常是未知的主動(dòng)力通常是已知2021/8/310理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化常見理想約束力的簡化柔索支承
3、面約束平面圓柱鉸約束平面滑移鉸約束齒輪副約束齒輪-齒條約束固定端約束球鉸約束二力桿約束其他三維約束2021/8/311理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化柔索約束柔索的作用是限制物體有伸長它的趨勢柔索的約束力作用于物體的接觸點(diǎn)，沿柔索而背離物體的方向約束力可認(rèn)為是一集中力系繩不能受壓，柔索無法限制物體向它縮短的方向運(yùn)動(dòng)只限制物體單側(cè)運(yùn)動(dòng)的約束為單面約束2021/8/312理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化其他柔索約束2021/8/313理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化支承
4、面約束一個(gè)光滑的支承面限制物體的運(yùn)動(dòng)方向均沿它們公法線約束力的指向?yàn)楸幌拗七\(yùn)動(dòng)趨勢的反向支承面約束為單面約束2021/8/314理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化其他的支承面約束2021/8/315理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化例:光滑的地面與墻面梯子所受的理想約束力2021/8/316理論力學(xué)CAI靜力學(xué)平面圓柱鉸由兩個(gè)部件組成：軸套與軸限制在截面內(nèi)相對(duì)移動(dòng)“平面”：不考慮軸套與軸垂直于截面方向的相對(duì)移動(dòng)和繞沿截面軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)約束力主動(dòng)力的不同，兩部件接觸點(diǎn)的位置會(huì)變動(dòng)，即約束力的大小
5、與方向會(huì)發(fā)生變化約束力的作用線必通過軸心不變約束/常見理想約束及其約束力的簡化平面圓柱鉸約束2021/8/317理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化平面圓柱鉸約束描述用約束力的兩個(gè)相互垂直的分力表示設(shè)定未知約束力在軸心的兩分力的正向兩分力的大小與正負(fù)將覆蓋約束力變化的各種情況2021/8/318理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化平面圓柱鉸的工程背景平面固定鉸支座平面滑動(dòng)鉸支座2021/8/319理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化平面固定鉸支座2021/8/320理論力學(xué)CA
6、I靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化平面滑動(dòng)鉸支座2021/8/321理論力學(xué)CAI靜力學(xué)滑塊作剛體處理允許滑塊與滑槽在平面內(nèi)的一個(gè)方向上相對(duì)移動(dòng)，限制與該方向垂直方向的移動(dòng)與剛體間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)理想約束力是一個(gè)平面平行力系向某點(diǎn)簡化，可得到一個(gè)垂直于滑移方向的主矢與垂直于運(yùn)動(dòng)平面的主矩向特殊點(diǎn)簡化約束/常見理想約束及其約束力的簡化平面滑移鉸約束2021/8/322理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化平面滑移鉸約束如果不考慮滑塊姿態(tài)的變化允許滑塊與滑槽在平面內(nèi)的一個(gè)方向上相對(duì)移動(dòng)，限制與該方向垂直方向的移動(dòng)與剛體
7、間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊可以假設(shè)為質(zhì)點(diǎn)滑塊只受理想約束力不考慮!2021/8/323理論力學(xué)CAI靜力學(xué)構(gòu)成一類面接觸的約束接觸點(diǎn)為兩嚙合齒表面曲線相切點(diǎn)兩齒在接觸點(diǎn)的公法線方向無相對(duì)運(yùn)動(dòng)約束/常見理想約束及其約束力的簡化齒輪副約束約束力將作用在該接觸點(diǎn)，沿該點(diǎn)的公法線方向接觸點(diǎn)的公法線方向與節(jié)園的公切線的夾角q稱為嚙合角2021/8/324理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化齒輪副約束力的描述q？未知矢量個(gè)數(shù)嚙合角給定2021/8/325理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化齒輪-齒條約束描述？未知矢量個(gè)
8、數(shù)q嚙合角給定2021/8/326理論力學(xué)CAI靜力學(xué)約束/常見理想約束及其約束力的簡化純滾動(dòng)圓柱在一粗糙平面作無滑動(dòng)滾動(dòng)類似齒輪-齒條約束無嚙合角q？未知矢量個(gè)數(shù)力阻止接觸點(diǎn)相對(duì)滑動(dòng)力阻止圓柱向下運(yùn)動(dòng)圓柱受到的理想約束力2021/8/327理論力
