在这一章,我们学习了平面力偶,那么工程中常见的约束中,有一类约束是固定端约束,它与固定铰链支座约束是不一样的,固定端约束除了限制移动还限制了转动,请同学们认真学习。
图2-16列出了若干常见约束。

简称为球铰,如图2.16(a)所示。球铰只允许被约束物体绕球心转动,限制沿所有方向的移动,故约束力以作用线过球铰中心的FAx、FAy、FAz三个分力表示。如果讨论的是xy平面内的问题,力系中各力都作用在xy平面内,则z方向不存在移动,相当于固定铰,约束反力用FAx、FAy二分力表示。
一对轴承作为轴的约束,使轴只能绕轴线(x轴)转动,故在空间中约束力共有五个。在轴承A端用FAx、FAy、FAz三个分力表示,其中x方向的约束力FAx限制轴沿x方向的移动(可以用台阶或推力轴承实现);另一端用FBy、FBz二个分力表示, x方向没有约束力,以适应轴因热胀冷缩发生的轴向尺寸的微小改变。对于平面力系问题,轴不能在平面内作任何移动或转动,故共有三个约束反力,在轴承一端用FAx、FAy二个分力表示,另一端只有一个反力FBy,如图2.16(b)所示。
固定端限制物体的所有运动,即沿x、y、z三个方向的移动和绕三个坐标轴的转动,故共有六个约束力,用沿坐标轴的三个反力FAx、FAy、FAz和绕坐标轴的三个反力偶Mx、My、Mz表示,如图2.16(c) 所示。若讨论的是平面问题,则固定端限制物体在平面内的运动,用二个力和一个力偶表示即可。图中xy平面内的力偶MA,在空间状态中就是绕z轴转动的力偶MZ。
指向不能确定的约束力,可以任意假设一个指向。以后求解的结果为正,说明所设指向是正确的;若求解结果为负,则实际指向应与假设相反。


