洛 阳 职 业 技 术 学 院
第一单元
洛
阳
静力学分析基础
职
业
技
术 学
模块二 常见的约束和刚
院
体受力分析
洛
阳
职 业
一、工程中的常见约束技Fra bibliotek术学
院
凡是能限制某些物体运动的其他物 体称为约束。
约束对非自由体的作用实质上就是 力的作用，这种力称为约束力。约束力 的作用点为连接物体的接触点。
1.柔性约束
光滑面约束的约束力是通过接触点、沿该点公法线并 指向被约束物体。
3.光滑铰链约束
1）将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉连接起来， 称为中间铰约束
2 1
Fy
Fx
Fx’
Fy’
2） 构件的端部与支座有相同直径的圆孔，用一圆柱 形销钉连接起来，支座固定在地基或者其他结构上。这种 连接方式称为固定铰链支座，简称为固定铰支。
2．取隔离体 将圆柱体从所受的约束中分离出来，即得到圆柱体 的隔离体。
3．画受力图 作用在圆柱体上的力，有： 主动力 圆柱体所受的重力，沿
铅垂方向向下，作用点在圆柱体的 重心处；
约束力 因为墙面和圆柱体表面
都是光滑的，所以，在A、B二处均为
光滑面约束，所以约束力垂直于墙面，
指向圆柱体中心；圆柱与凸台间接触也是光滑的，也属于光
分析作用在构件上的力，哪些是已知的，哪些 是未知的；
选择合适的研究对象，建立已知力与未知力之 间的关系；
应用平衡条件和平衡方程，确定全部未知力。
1. 要确定所要研究的物体以及这一物 体所受的约束。
2. 要将这一构件从所受的约束或与之 相联系的物体中分离出来。
3. 要分析隔离体上作用有几个力， 每个力的大小、作用线和指向，特别是 要根据约束性质确定各约束力的作用线 和指向。
A
FAx FAy
3） 活动铰链在x轴方向没有约束作用，其约束力只 有沿着y轴方向的Fy。
2 1
Fy
4.固定端约束
固定端约束 一端完全固定的约束状态。（不仅限制了 被约束物体在约束处的移动，而且限制了转动）
洛
阳
职 业
二、刚体的受力分析
技
术
学
院
受力分析方法与过程
确定作用在构件上有哪些力，这些力当中，哪 些是主动力，哪些是约束力；
由链条、皮带、钢丝绳等所构成的约束统称为柔性约束。 特点：只能限制物体沿绳索或带伸长方向的位移，因而只 能承受拉力，不能承受压力。
绳索约束或带约束的约束力作用在与物体的连接点上，作
用线沿拉直的方向，背向物体。通常用FT表示。
2.光滑刚性面约束
构件与约束的接触面如果是光滑的，即它们之间的摩 擦力可以忽略时，这时的约束称为光滑面约束 特点：这种约束不能阻止物体沿接触点切面任何方向的运 动或位移，而只能限制沿接触点处公法线指向约束方向的 运动或位移。
2．取隔离体
将A、B二的约束解除，也就是将AB梁从所受
的约束的系统中分离出来。
3．分析主动力与约 束力，画出受力图
首先，在梁的中
点C处画出主动力FP。
然后，再根据约束性质，画出约束力：因为A端为固
定铰链支座，其约束力可以用一个水平分力和一个垂直
分力表示;B端为辊轴支座，约束力垂直于支承平面并指 向AB梁，用表示。于是，可以画出梁的受力图。
滑面约束，约束力作用线沿二者的公法线方向，即沿B点与O 点的连线方向，指向O点。
例题 2
梁A端为固定铰链支座，B端为辊轴支座，支承平面 与水平面夹角为。梁中点C处作用有集中力。不计梁的自 重。
试：画出梁的受力图。
解：1．选择研究对象
本例中只有AB梁一个构件，同时又指明要画出梁 的受力图，所以研究对象只有一个选择，就是AB梁。
4. 在所选择的研究对象的隔离体上 画出全部主动力和约束力。
选择研究对象 取隔离体 分析受力 画受力图
例题 1
具 有 光 滑 表 面 、 重 力 为 FW 的
圆柱体，放置在刚性光滑墙面与刚
性凸台之间，接触点分别为A和B二
点。
试：画出圆柱体的受力图。
解：1．选择研究对象
本例中要求画出圆柱体的受 力图，所以，只能以圆柱体作为 研究对象。