約束和約束力幾種常見(jiàn)約束
1、具有光滑接觸表面的約束
例:支持物體的固定面、嚙合齒輪的齒面、機(jī)床中的導(dǎo)軌等,當(dāng)摩擦不計(jì)時(shí),都屬于這類約束。
這類約束不能限制物體沿約束表面切線的位移,只能阻礙物體沿接觸表面法線并向約束內(nèi)部的位移。
約束力:作用在接觸點(diǎn)處,方向沿接觸表面的公法線,并指向被約束的物體,稱為法向約束力,通常以FN表示。
2、柔軟的繩索、鏈條、膠帶等
這類約束本身只能承受拉力。
3、光滑鉸鏈
這類約束有向心軸承、圓柱形鉸鏈和固定鉸鏈支座等。
(1) 向心軸承(徑向軸承)
軸可在孔內(nèi)任意轉(zhuǎn)動(dòng),也可沿孔的中心線移動(dòng),但軸承阻礙著軸沿徑向向外的位移,軸承對(duì)軸的約束力FA作用在接觸點(diǎn)A,且沿公法線指向軸心。但隨軸所受主動(dòng)力的變化,接觸點(diǎn)位置也隨之不同,約束力方向也隨之變化,但無(wú)論約束力朝向何方,它的作用線必垂直于軸線并過(guò)軸心。
約束力:方向隨主動(dòng)力改變,作用線必垂直于軸線并過(guò)軸心。常用過(guò)軸心的兩個(gè)正交分力FAx、FAy表示。
(2)圓柱鉸鏈和固定鉸鏈支座
圖示拱形橋,立體結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)書(shū)P11,由兩個(gè)拱形構(gòu)件通過(guò)圓柱鉸鏈C及兩個(gè)固定鉸鏈支座A、B連接而成,圓柱鉸鏈簡(jiǎn)稱鉸鏈,固定鉸鏈支座簡(jiǎn)稱固定鉸支。鉸鏈和固定鉸支與軸承具有同樣的約束性質(zhì)。
約束力:方向不能預(yù)先定出,作用線垂直軸線并過(guò)鉸鏈中心。常用大小未知的正交分力表示。
4、其它約束
(1) 滾動(dòng)支座
在鉸鏈與光滑支承面間,裝有幾個(gè)滾軸。在橋梁、屋架結(jié)構(gòu)中常見(jiàn),滾動(dòng)支座可沿支承面移動(dòng),允許由于溫度變化而引起結(jié)構(gòu)跨度的自由伸長(zhǎng)或縮短。
約束力:垂直于支承面,且過(guò)鉸鏈中心,常用FN表示。
(2) 球鉸鏈
通過(guò)圓球和球殼將兩個(gè)構(gòu)件連接在一起的約束。
約束力:過(guò)接觸點(diǎn)與球心,但方向不能預(yù)先確定。常用三個(gè)正交分力表示。
(3) 止推軸承
止推軸承、角接觸球軸承、圓錐輥?zhàn)虞S承等與向心軸承不同,它除了能限制軸的徑向位移外,還能限制軸向位移。
約束力:有三個(gè)正交分量。
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