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三、力系简化在固定端约束受力分析中的应用
如果约束物体既限制了被约束物体的移动(平面问题为2个方向;空间问题为3个方向),又限制了被约束物体的转动(平面问题为1个方向;空间问题为3个方向),这种约束则称为固定端或插入端。
工程中的固定端约束是很常见的,诸如:机床上装卡加工工件的卡盘对工件的约束(图2-28a);大型机器(例如摇臂钻床)中立柱对横梁的约束(图2-28b);房屋建筑中墙壁对雨罩的约束(图2-28c)。飞机机身对机翼和水平尾翼的约束(图2-28d)等。
固定端约束与铰链约束不同的是约束物与被约束物之间是线接触(平面问题)和面接触(空间问题),因而约束力为作用在接触面上的分布力系,而且在很多情形下为复杂的分布力系。
大多数工程问题中,为了使分析计算过程简化,需对固定端复杂分布的约束力系加以简
应用力系简化理论,固定端的约束力都可以简化为作用在约束处的一个约束力和一个约束力偶。在平面问题中,可用约束力的两个分量和一个约束力偶表示(图2-29a);在空间问题中,用约束力的三个分量和约束力偶矩的三个分量表示(图2-29b)。