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包郵 工程力學(xué)(第5版)

出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2022-07-01
開(kāi)本： 其他 頁(yè)數(shù)： 280
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工程力學(xué)(第5版) 版權(quán)信息

工程力學(xué)(第5版) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

自1998年出版以來(lái)，前四版教材，選材恰當(dāng)，內(nèi)容簡(jiǎn)練，特色突出，難易適度，適應(yīng)多層次教學(xué)要求。第五版教材在原有基礎(chǔ)上，著重基本理論和基本方法及應(yīng)用，選取大量典型工程實(shí)例和習(xí)題，增強(qiáng)分析問(wèn)題的能力，以適應(yīng)應(yīng)用型本科的教學(xué)需要。本教材分為靜力學(xué)和材料力學(xué)兩部分內(nèi)容。靜力學(xué)共六章，內(nèi)容包括靜力學(xué)基本概念及受力圖、平面匯交力系、力矩及平面力偶系、平面一般力系、摩擦、空間力系與重心等。材料力學(xué)共十章，內(nèi)容包括軸向拉伸與壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲內(nèi)力、彎曲應(yīng)力、彎曲變形、應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論、組合變形的強(qiáng)度計(jì)算、壓桿穩(wěn)定、動(dòng)載荷等。

工程力學(xué)(第5版) 目錄

目錄
**篇靜力學(xué)
第1章靜力學(xué)基礎(chǔ)2
1.1靜力學(xué)基本概念2
1.1.1力的概念2
1.1.2剛體的概念3
1.2靜力學(xué)公理3
1.3約束與約束力5
1.3.1柔性約束5
1.3.2光滑接觸面約束6
1.3.3光滑圓柱鉸鏈約束6
1.3.4鏈桿約束8
1.4受力分析與受力圖8
小結(jié)10
思考題11
習(xí)題11
第2章平面匯交力系14
2.1平面匯交力系合成與平衡的幾何法14
2.1.1平面匯交力系的合成14
2.1.2平面匯交力系的平衡15
2.2平面匯交力系合成與平衡的解析法16
2.2.1力在直角坐標(biāo)軸上的投影16
2.2.2合力投影定理17
2.2.3平面匯交力系合成的解析法18
2.2.4平面匯交力系平衡的解析條件18
小結(jié)20
思考題21
習(xí)題21
第3章力矩與平面力偶系24
3.1力矩24
3.1.1力矩的概念24
3.1.2合力矩定理24
3.2平面力偶系26
3.2.1力偶的概念26
3.2.2力偶的性質(zhì)26
3.2.3平面力偶系的合成與平衡27
小結(jié)29
思考題29
習(xí)題30
第4章平面一般力系32
4.1力的平移定理32
4.2平面一般力系的簡(jiǎn)化34
4.2.1簡(jiǎn)化過(guò)程34
4.2.2主矢和主矩34
4.2.3固定端約束35
4.2.4平面一般力系簡(jiǎn)化結(jié)果分析35
4.3平面一般力系的平衡方程37
4.3.1平面一般力系的平衡條件與平衡方程37
4.3.2平衡方程的其他形式39
4.3.3平面平行力系的平衡方程40
4.4物體系統(tǒng)的平衡41
4.5平面靜定桁架的內(nèi)力計(jì)算44
4.5.1節(jié)點(diǎn)法45
4.5.2截面法46
小結(jié)47
思考題48
習(xí)題49
第5章摩擦54
5.1滑動(dòng)摩擦54
5.1.1靜滑動(dòng)摩擦力54
5.1.2靜摩擦定律55
5.1.3動(dòng)滑動(dòng)摩擦力55
5.2摩擦角和自鎖55
5.2.1摩擦角55
5.2.2自鎖56
5.2.3靜摩擦系數(shù)的測(cè)定57
5.3考慮摩擦?xí)r的平衡問(wèn)題57
5.4滾動(dòng)摩擦簡(jiǎn)介61
小結(jié)62
思考題62
習(xí)題63
第6章空間力系66
6.1力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影66
6.1.1直接投影法66
6.1.2二次投影法66
6.2力對(duì)于點(diǎn)之矩與力對(duì)軸之矩67
6.2.1力對(duì)于點(diǎn)之矩的矢量表示67
6.2.2力對(duì)軸之矩68
6.2.3力對(duì)軸之矩的計(jì)算69
6.3空間力系的平衡方程70
6.3.1空間一般力系的簡(jiǎn)化70
6.3.2空間力系的平衡方程70
6.3.3空間常見(jiàn)約束71
6.4重心與形心74
6.4.1重心的概念74
6.4.2重心和形心的坐標(biāo)公式74
6.4.3重心位置的確定方法75
小結(jié)78
思考題78
習(xí)題79
第二篇材料力學(xué)
第7章軸向拉伸與壓縮85
7.1內(nèi)力截面法軸力圖85
7.1.1內(nèi)力截面法85
7.1.2軸力圖87
7.2拉壓桿的應(yīng)力88
7.2.1應(yīng)力的概念88
7.2.2拉壓桿橫截面上的應(yīng)力89
7.2.3拉壓桿斜截面上的應(yīng)力90
7.3軸向拉伸與壓縮時(shí)的變形91
7.3.1線應(yīng)變91
7.3.2胡克定律92
7.3.3橫向變形系數(shù)92
7.4應(yīng)力集中94
7.5材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能95
7.5.1拉伸時(shí)材料的力學(xué)性能95
7.5.2壓縮時(shí)材料的力學(xué)性質(zhì)98
7.5.3材料的塑性和脆性性能討論98
7.6軸向拉伸與壓縮時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算99
7.6.1極限應(yīng)力許用應(yīng)力安全因數(shù)99
7.6.2強(qiáng)度計(jì)算100
7.7簡(jiǎn)單拉壓靜不定問(wèn)題103
7.7.1靜不定問(wèn)題解法及裝配應(yīng)力103
7.7.2溫度變化引起的應(yīng)力105
小結(jié)106
思考題106
習(xí)題107
第8章剪切與擠壓的實(shí)用計(jì)算111
8.1剪切與擠壓的概念111
8.2剪切的實(shí)用計(jì)算112
8.2.1剪切應(yīng)力112
8.2.2剪切強(qiáng)度條件113
8.3擠壓實(shí)用計(jì)算113
8.3.1擠壓面擠壓應(yīng)力113
8.3.2擠壓強(qiáng)度條件114
小結(jié)116
思考題117
習(xí)題117
第9章扭轉(zhuǎn)119
9.1扭轉(zhuǎn)的概念119
9.2扭矩扭矩圖120
9.2.1外力偶矩的計(jì)算120
9.2.2扭矩扭矩圖120
9.3切應(yīng)力互等定理剪切胡克定律122
9.3.1薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)的切應(yīng)力122
9.3.2切應(yīng)力互等定理123
9.3.3切應(yīng)變剪切胡克定律123
9.4圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力124
9.4.1圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力124
9.4.2極慣性矩和抗扭截面模量的計(jì)算126
9.5圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算127
9.6圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形及剛度計(jì)算129
9.6.1圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形129
9.6.2圓軸的剛度計(jì)算129
小結(jié)131
思考題132
習(xí)題133
第10章彎曲內(nèi)力136
10.1平面彎曲的概念136
10.1.1彎曲變形與平面彎曲136
10.1.2計(jì)算簡(jiǎn)圖與梁的種類137
10.2梁的內(nèi)力——剪力和彎矩137
10.2.1截面法求內(nèi)力137
10.2.2剪力、彎矩的符號(hào)規(guī)定138
10.3剪力圖和彎矩圖139
10.4載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系及其應(yīng)用142
10.4.1載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系142
10.4.2用載荷集度、剪力和彎矩間的微分關(guān)系繪制剪力圖和彎矩圖143
小結(jié)145
思考題146
習(xí)題147
第11章彎曲強(qiáng)度計(jì)算149
11.1梁純彎曲時(shí)的正應(yīng)力149
11.1.1純彎曲梁橫截面上的正應(yīng)力149
11.1.2橫力彎曲時(shí)梁截面上的正應(yīng)力151
11.2梁的正應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算153
11.3梁的切應(yīng)力及強(qiáng)度計(jì)算156
11.3.1梁的切應(yīng)力計(jì)算公式156
11.3.2切應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算158
11.4提高梁承載能力的措施160
11.4.1選擇合理的截面形狀160
11.4.2采用變截面梁161
11.4.3改善梁的受力狀況161
小結(jié)162
思考題163
習(xí)題164
第12章彎曲變形168
12.1彎曲變形的概念168
12.1.1撓曲線168
12.1.2撓度和轉(zhuǎn)角168
12.1.3撓度與轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系168
12.2梁變形的基本方程169
12.2.1梁的撓曲線近似微分方程169
12.2.2用積分法求梁的變形170
12.3用疊加法計(jì)算梁的變形172
12.3.1疊加法172
12.3.2廣義疊加法174
12.4梁的剛度條件與合理剛度設(shè)計(jì)176
12.4.1梁的剛度條件176
12.4.2梁的合理剛度設(shè)計(jì)177
12.5簡(jiǎn)單靜不定梁178
12.5.1靜不定梁的概念178
12.5.2簡(jiǎn)單靜不定梁的解法178
小結(jié)179
思考題180
習(xí)題180
第13章應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度理論183
13.1點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)183
13.1.1點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)的概念及研究方法183
13.1.2點(diǎn)的主應(yīng)力和應(yīng)力狀態(tài)的分類184
13.2平面應(yīng)力狀態(tài)分析184
13.2.1平面應(yīng)力狀態(tài)分析的解析法184
13.2.2平面應(yīng)力狀態(tài)分析的圖解法——應(yīng)力圓188
13.3廣義胡克定律190
13.4強(qiáng)度理論190
13.4.1*大拉應(yīng)力理論（**強(qiáng)度理論）191
13.4.2*大拉應(yīng)變理論（第二強(qiáng)度理論）191
13.4.3*大切應(yīng)力理論（第三強(qiáng)度理論）192
13.4.4畸變能密度理論（第四強(qiáng)度理論）192
小結(jié)194
思考題196
習(xí)題196
第14章組合變形的強(qiáng)度計(jì)算199
14.1彎曲與拉伸（壓縮）組合變形199
14.2彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形203
小結(jié)207
思考題207
習(xí)題208
第15章壓桿穩(wěn)定211
15.1壓桿穩(wěn)定的概念211
15.2確定臨界力的歐拉公式212
15.2.1兩端鉸支細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界壓力212
15.2.2其他支座條件下壓桿的臨界壓力214
15.3三類壓桿的臨界應(yīng)力217
15.3.1臨界應(yīng)力的概念217
15.3.2三類壓桿的臨界應(yīng)力217
15.4壓桿的穩(wěn)定性計(jì)算220
15.5提高壓桿穩(wěn)定性的措施222
15.5.1合理地選用材料222
15.5.2減小壓桿的柔度222
小結(jié)223
思考題224
習(xí)題224
第16章動(dòng)載荷227
16.1構(gòu)件作勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)應(yīng)力227
16.2沖擊載荷231
16.3交變應(yīng)力235
16.3.1交變應(yīng)力和疲勞破壞235
16.3.2交變應(yīng)力的循環(huán)特征236
16.4構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算237
16.4.1材料的持久極限237
16.4.2影響構(gòu)件持久極限的主要因素238
16.4.3對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算240
小結(jié)241
思考題241
習(xí)題242
部分習(xí)題答案244
參考文獻(xiàn)251
附錄252
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工程力學(xué)(第5版) 節(jié)選

**篇靜力學(xué) 靜力學(xué)研究物體的平衡問(wèn)題，即研究物體在力系作用下的平衡規(guī)律。平衡是物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種特殊形式。對(duì)于一般工程問(wèn)題，平衡是指物體相對(duì)于地球處于靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。例如橋梁、各種機(jī)器以及作勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車等，都是處于平衡狀態(tài)。 當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，作用于物體上的力應(yīng)滿足一定的條件，這條件稱為力系的平衡條件。研究物體的平衡問(wèn)題，就是研究物體在各種力系作用下的平衡條件，進(jìn)而解決工程技術(shù)問(wèn)題。靜力學(xué)具體研究以下三個(gè)方面問(wèn)題。 1.物體的受力分析 即分析物體的受力情況，包括物體受到哪些力的作用，以及每個(gè)力的特點(diǎn)、作用位置和方向。 2.力系的簡(jiǎn)化 所謂力系，是指作用在物體上的一群力。用一個(gè)簡(jiǎn)單的力系等效地替換原來(lái)復(fù)雜的力系，這個(gè)過(guò)程稱為力系的簡(jiǎn)化。一個(gè)物體常常受到較為復(fù)雜的力系作用，將力系簡(jiǎn)化以后，比較容易了解一個(gè)復(fù)雜力系對(duì)物體的總的作用效果。 3.力系的平衡條件 不同類型的力系，其平衡條件也有所不同。歸納物體在各種力系作用下的平衡條件及平衡方程，求解靜力平衡問(wèn)題是靜力學(xué)*主要的任務(wù)。 靜力學(xué)是工程力學(xué)的基礎(chǔ)部分，在工程實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用。例如，各種機(jī)器零部件和工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都需要靜力學(xué)的知識(shí)。此外，靜力學(xué)所研究的內(nèi)容，對(duì)于研究物體的運(yùn)動(dòng)和變形都有著十分重要的意義，因而也是運(yùn)動(dòng)力學(xué)和材料力學(xué)的理論基礎(chǔ)。 第1章靜力學(xué)基礎(chǔ) 1.1靜力學(xué)基本概念 1.1.1力的概念 人們通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)勞動(dòng)和科學(xué)實(shí)踐，建立了力的概念。力是指物體之間相互的機(jī)械作用，這種作用有兩種效應(yīng)：使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或形狀發(fā)生變化。例如用手推小車，手對(duì)小車的作用力使車由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；置于彈簧上的作用力使彈簧發(fā)生變形。前者稱為力的外效應(yīng)(運(yùn)動(dòng)效應(yīng))，后者稱為力的內(nèi)效應(yīng)(變形效應(yīng))。靜力學(xué)研究的是力對(duì)物體的外效應(yīng)。 實(shí)踐表明，力對(duì)物體的作用效應(yīng)，取決于力的大小、方向和作用點(diǎn)，簡(jiǎn)稱為力的三要素。力的大小反映了物體間相互作用的強(qiáng)弱程度，可以用彈簧或測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)定。在國(guó)際單位制中，力的計(jì)量單位名稱是牛(頓)，單位符號(hào)是N。力的方向包含方位和指向兩個(gè)意思，如水平向右，鉛直向下等。靜止的質(zhì)點(diǎn)僅受一個(gè)力的作用而運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)的方向就是力的方向。 力的作用點(diǎn)是指物體間相互作用的位置。實(shí)際上物體間相互接觸時(shí)，力總是分布地作用在一定面積上。例如，分布于整個(gè)容器壁上的蒸汽壓力，作用在墻上的風(fēng)壓力，作用在水壩上的水壓力，如圖1-1所示，這些力均稱為分布力。如果作用面積很小，則可將其抽象為一個(gè)點(diǎn)，這種力稱為集中力。分布力的規(guī)律一般比較復(fù)雜，通常用單位長(zhǎng)度的力來(lái)表示沿長(zhǎng)度方向上分布力的強(qiáng)弱程度，稱為載荷集度，用符號(hào)q表示，單位為N/m。例如，作用在墻上的風(fēng)壓力可簡(jiǎn)化為均布載荷。 力的三要素表明力是矢量，可用一帶箭頭的有向線段來(lái)表示，如圖1-2所示。線段的長(zhǎng)度AB按一定比例表示力的大小，線段的方位和箭頭的指向表示力的方向，線段的起點(diǎn)A或終點(diǎn)B表示力的作用點(diǎn)。與線段重合的直線表示力的作用線。在本書中，矢量用黑體字表示，如力F，用普通字母表示力的大小。 作用在物體上的一群力，稱為力系。若力系使物體保持平衡狀態(tài)，則稱該力系為平衡力系。如果兩力系分別作用于同一物體而效應(yīng)相同時(shí)，則稱兩力系互為等效力系。如一個(gè)力與一力系等效，則此力稱為力系的合力，力系中的各力稱為合力的分力。 1.1.2剛體的概念 實(shí)踐表明，任何物體受力后都會(huì)產(chǎn)生變形，但在通常情況下絕大多數(shù)零件和構(gòu)件的變形是很微小的，不影響所研究問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，可以忽略不計(jì)，將其視為剛體。所謂剛體，是指受力時(shí)永遠(yuǎn)不變形的物體。剛體是對(duì)實(shí)際物體經(jīng)過(guò)科學(xué)的抽象得到的一種理想模型，這種抽象化使問(wèn)題的研究得以簡(jiǎn)化，可按原尺寸進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于一個(gè)具體的物體是否視為剛體，主要取決于所研究問(wèn)題的性質(zhì)。同一物體在靜力學(xué)中被視為剛體，而在材料力學(xué)中，為研究受力和變形之間的關(guān)系，卻被視為變形體。 1.2靜力學(xué)公理 靜力學(xué)公理是人們?cè)陂L(zhǎng)期的生活和生產(chǎn)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。這些公理簡(jiǎn)單而明確，無(wú)需證明而被大家公認(rèn)。靜力學(xué)公理是靜力學(xué)全部理論的基礎(chǔ)。 公理一(二力平衡公理)：作用于同一剛體上的兩個(gè)力使剛體保持平衡的必要與充分條件是：這兩個(gè)力的大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上。 這個(gè)公理揭示了作用于物體*簡(jiǎn)單的力系平衡時(shí)所必須滿足的條件。對(duì)于剛體來(lái)說(shuō)，這個(gè)條件是必要與充分的。對(duì)于變形體，這個(gè)條件是必要，但是不充分。 在兩個(gè)力作用下處于平衡的物體稱為二力構(gòu)件或二力桿。根據(jù)公理一，作用于二力構(gòu)件上的兩個(gè)力必沿兩個(gè)力作用點(diǎn)的連線，且等值、反向。 公理二(加減平衡力系公理)：在作用于剛體的任意力系上，加上或減去任何平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效應(yīng)。 推論一(力的可傳性原理)：作用于剛體上的力可以沿其作用線移至剛體內(nèi)的任意一點(diǎn)，而不改變它對(duì)剛體的作用效應(yīng)。 如圖1-3所示，作用于小車A點(diǎn)的推力F可沿其作用線移到B點(diǎn)，得到拉力F′。雖然推力變?yōu)槔，但小車運(yùn)動(dòng)效果不變，即效應(yīng)相同。因此對(duì)于剛體來(lái)說(shuō)，力的三要素為力的大小、方向和作用線？梢(jiàn)，作用于剛體上的力是滑動(dòng)矢量。 應(yīng)該指出，力的可傳性并不適用于變形體。如圖1-4(a)所示直桿，受到一對(duì)平衡力F1，F(xiàn)2的作用，桿件將產(chǎn)生拉伸變形。若將作用于A點(diǎn)的力F1沿其作用線移到B點(diǎn)，而將力F2移到A點(diǎn)，桿件將產(chǎn)生壓縮變形，如圖1-4(b)所示。 公理三(力的平行四邊形公理)：作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為一個(gè)力，合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)表示，如圖1-5所示。其矢量表達(dá)式為 因?yàn)楹狭R的作用點(diǎn)亦為A點(diǎn)，求合力的大小和方向?qū)嶋H上只需畫出平行四邊形的一半，即三角形便可。作圖方法如下：自任意點(diǎn)O先畫出一力矢F1，然后再由F1的終端畫出力矢F2，*后由O點(diǎn)至力矢F2的終端作一矢量FR，即表示F1，F(xiàn)2的合力矢(圖1-6(a))。合力的作用點(diǎn)仍為F1，F(xiàn)2的匯交點(diǎn)A。這種作圖法稱為力的三角形法則。顯然，若改變F1，F(xiàn)2的作圖次序，其結(jié)果不變，如圖1-6(b)所示。 利用力的平行四邊形公理也可以把一個(gè)力分解為作用于同一點(diǎn)的兩個(gè)分力。工程中常把一個(gè)力分解為方向已知的兩個(gè)力，特別是分解為方向相互垂直的兩個(gè)力，這種分解稱為正交分解，所得兩分力稱為正交分力。 推論二(三力平衡匯交定理)：作用于剛體上同平面內(nèi)互不平行的三個(gè)力平衡的必要條件是：三個(gè)力的作用線匯交于同一點(diǎn)。 證明設(shè)有相互平衡的三個(gè)力F1，F(xiàn)2和F3分別作用于剛體上A1，A2，A3三點(diǎn)(圖1-7)。根據(jù)力的可傳性，將力F1，F(xiàn)2移至匯交點(diǎn)B，根據(jù)力的平行四邊形公理，得合力FR，則力F3應(yīng)與FR平衡。由公理一，F(xiàn)3的作用線必通過(guò)F1，F(xiàn)2的匯交點(diǎn)B。 三力平衡匯交定理說(shuō)明了不平行的三個(gè)力平衡的必要條件，若已知兩個(gè)力的交點(diǎn)及第三個(gè)力的作用點(diǎn)，即可判斷出第三個(gè)力作用線的方位。 公理四(作用與反作用公理)：兩物體間的作用力與反作用力必定等值、反向、共線，分別同時(shí)作用在這兩個(gè)物體上。 這個(gè)性質(zhì)指出，力總是成對(duì)出現(xiàn)的，有作用力必有一反作用力。作用力與反作用力一般用同一字母表示，如用F表示作用力，則用F′表示反作用力。 需要指出的是，作用力和反作用力雖然大小相等、方向相反，沿同一條作用線，但它們不是平衡力，因?yàn)樗鼈冏饔迷诓煌奈矬w上。 1.3約束與約束力 在空間可以任意運(yùn)動(dòng)的物體稱為自由體，如在空中飛行的飛機(jī)、火箭等。工程結(jié)構(gòu)中構(gòu)件都不是孤立存在的，而是通過(guò)一定的方式連接在一起，其某些方向的運(yùn)動(dòng)或位移一般都受到與之相連接物體的阻礙、限制，這樣的物體稱為非自由體。例如，火車受到鋼軌的限制，只能沿軌道行駛；轉(zhuǎn)軸受到軸承的限制，只能繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)等。對(duì)物體某些方向的位移所加的限制條件稱為約束。機(jī)械中的各個(gè)構(gòu)件如不按照適當(dāng)?shù)姆绞较嗷ヂ?lián)系從而受到限制，就不能恰當(dāng)?shù)貍鬟f運(yùn)動(dòng)。約束是由與非自由體相互接觸的周圍物體構(gòu)成的，也稱做約束體。例如，書放在光滑的桌面上，桌面就是書的約束，軸承是轉(zhuǎn)軸的約束等。 約束阻礙物體某些方向的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體沿約束所限制的方向有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，約束對(duì)物體必產(chǎn)生一作用力，以阻礙其運(yùn)動(dòng)。約束作用于被約束物體上的力稱為約束力，或稱為約束反力。由于約束阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，所以，約束力的方向總是與約束所能阻礙物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。如圖1-8(a)所示，桌面是物體A的約束，桌面限制物體A向下運(yùn)動(dòng)，必然給它一個(gè)向上的約束力，如圖1-8(b)所示。約束力的作用點(diǎn)，則在研究物體上與約束的接觸處。 物體除受約束力作用外，還會(huì)受到像重力、風(fēng)力、油壓力及各種機(jī)械的動(dòng)力等載荷的作用，這些能促使物體運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，稱為主動(dòng)力。主動(dòng)力和約束力不同，它們的大小和方向一般是預(yù)先給定的，彼此是獨(dú)立的。而約束力的大小通常是未知的，取決于約束的性質(zhì)，也取決于主動(dòng)力的大小和方向，是一種被動(dòng)力，需要根據(jù)平衡條件確定。 下面介紹工程中常見(jiàn)的幾種約束類型，并分析相應(yīng)約束力的特點(diǎn)。 1.3.1柔性約束 由繩索、鏈條、皮帶等柔軟的物體所構(gòu)成的約束統(tǒng)稱為柔性約束。這種約束的特點(diǎn)是，只能限制物體沿繩索或帶伸長(zhǎng)方向的位移，因而只能承受拉力，不能承受壓力。柔性約束的約束力作用在與物體的連接點(diǎn)上，方向沿著柔性體的軸線，背離物體，通常用符號(hào)FT表示。 圖1-9(a)表示用鏈條吊一重物，鏈條對(duì)重物的約束力分別是FTA，F(xiàn)TB，如圖1-9(b)所示。 圖1-10(a)所示帶傳動(dòng)中，帶作用于帶輪的力都是拉力。作用在兩輪上的約束力分別圖1-9為 1.3.2光滑接觸面約束 兩物體相互接觸，如果接觸面非常光滑，摩擦力可以忽略不計(jì)時(shí)，則這種約束稱為光滑接觸面約束。這種約束的接觸面不論是平面或曲面，都不能限制物體沿接觸面切線方向的運(yùn)動(dòng)，只能限制物體沿接觸面的公法線方向指向接觸面的運(yùn)動(dòng)。因此光滑接觸面約束力只能是壓力，通過(guò)接觸點(diǎn)，方向沿該點(diǎn)的公法線，指向被約束物體，通常用符號(hào)FN表示。 如圖1-11所示，直桿在接觸點(diǎn)A，B，C三處所受的約束力分別為FNA，F(xiàn)NB，F(xiàn)NC。忽略摩擦?xí)r，齒輪傳動(dòng)中一對(duì)齒的齒廓曲面間的接觸也是光滑接觸，因而兩齒輪的相互作用力FN，一定沿著齒廓曲面在嚙合點(diǎn)K的公法線方向，如圖1-12所示。 1.3.3光滑圓柱鉸鏈約束 兩物體上鉆有直徑相同的孔，并用銷釘將它們連接起來(lái)，若不計(jì)摩擦，就構(gòu)成了光滑圓柱鉸鏈約束(簡(jiǎn)稱鉸鏈)，其構(gòu)成如圖1-13(a)、(b)所示，可用簡(jiǎn)圖1-13(c)表示。例

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