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点而保持它原来对刚体的作用效果。如图14所示小车,在A点作用力F和在B点作用力F对小车的作用效果是相同的。
图14
力的可传性
f123力的平行四边形定理
作用在构件上同一点的两个力,可以按平行四边形法则合成一个合力。此合力也作用在该点,其大小和方向由这两力为边构成的平行四边形的主对角线确定。如图15所示,FR是F1、F2的合力,符合矢量加法法则,即:FRF1F2
图15
力的平行四边形法则
124作用与反作用定理(牛顿第三定理)
两物体间相互作用的力总是同时存在的,且两力大小相等、方向相反、沿同一条直线,分别作用于两个不同的物体上。这两个力分别称为作用力与反作用力。如图16所示:
图16
作用力与反作用力
13约束和约束力
131自由体与非自由体1.自由体能在空间任意运动不受任何限制的物体称为自由体。如空间飞行的飞机、炮弹和火箭等。2.非自由体在空间的运动受到某些限制的物体称为非自由体。如机车、机床的刀具等。
132约束与约束力1.约束限制物体运动的周围物体称为约束物,简称约束。如:绳索是所吊重物的约束、轴承是轴的约束、机床夹具是工件的约束等。约束是通过力的作用来限制被约束物体的运动的。如图12b中绳索作用于重物的拉力FT,限制了重物向下的运动。2.约束力约束作用于被约束物体的力,称为约束力。约束力的方向与该约束所能限制的运动方向相反;作用点是约束与非自由体的接触点;约束力的大小总是未知的,在静力学中可以利用
f相关平衡条件求出。
133常见的约束类型1.柔性约束由柔软的绳索、链条、皮带等构成的约束称为柔性约束。其约束力为拉力,作用在接触点,方向背离受力物体,用符号FT表示,如图17所示。
图17
柔性约束
2.光滑接触面约束当两构件的接触表面非常光滑,摩擦可忽略不计时,把构件的接触面视为完全光滑的刚性接触面,称为光滑接触面约束。光滑接触面约束的约束力作用在接触点,方向沿接触表面的公法线并指向受力物体,用符号FN表示,如图18所示。
图18
光滑接触面约束
3.光滑圆柱铰链约束1)中间铰链和固定铰链两构件采用圆柱销所形成的联接,并忽略接触处的摩擦,这类约束就称为光滑圆柱铰链约束。若圆柱销联接的两构件均不固定,称为中间铰链,如图19b所示。若圆柱销联接的两构件中有一个构件固定,称为固定铰链,如图19a所示。中间铰链和固定铰链的约束力沿圆柱面接触点的公法线通过圆柱销的中心,方向不能确定。通常用两个正交分量FNx、FNyr
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