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本节主要内容

约束与约束反力

1．基本概念：

自由体：可以在空间不受限制地任意运动的物体。

非自由体：运动受到了预先给定条件的限制的物体。

约束：事先对物体的运动所加的限制条件。

约束反力：约束对被约束物体的作用力，它是一种被动力。

（主动力：使物体运动或有运动趋势的力。）

约束反力三要素：作用点：在相互接触处

              方向：与约束所能阻止的物体的运动方向相反。

              大小：不能事先知道，由主动力确定。

2．工程中常见约束

①柔索类约束：

约束反力方向：沿着绳索，背离物体，是拉力。

②光滑接触面约束

约束反力方向：沿过接触点的公法线而指向物体是压力。

③光滑铰链约束

约束反力三要素：

    作用点：接触点，但此点不能事先确定。

    方向：沿过接触点的公法线方向，垂直于轴线，是压力。但实际上由于接触点不能事先确定，因而约束反力的方向也不能预先确定，通常用两个正交未知分力表示。

大小：由主动力确定。

方向：过轴心，垂直于轴，方向不变，通常用正交合力表示。

④辊轴支座（活动铰支座）

约束反力方向：垂直于支承面，指向求知。

 在工程中，主动力常被称为载荷，其大小和方向往往是已知的。约束反力的方向总是与约束所阻碍的物体的位移方向相反，这是确定约束反力方向的原则。约束反力的大小和方向往往是未知的，必须根据主动力来确定。工程实际中约束的形式多种多样，但可把它们归纳成几种典型的约束。静力学研究刚体平衡条件的主要目的是为了求出作用于处于平衡状态下物体上的约束反力，并作为工程中按静力设计问题的理论基础。