受力分析图作图难点及解决措施探讨

　　高职院校工科类学生学习静力学时，最容易出现的问题之一是：受力图作图错误，特别是约束反力方向凭想当然作图。而受力图的错误，将直接影响平衡计算，导致未知量无法求解或求解错误，进而影响到材料力学部分的强度、刚度计算和设计计算。

　　1受力图作图错误原因分析

　　学生在工程力学学习中，正确作好受力分析图是一项最基本的要求，且又是最关键和最重要的基础技能。而此方面出错又极其普遍，究其原因，主要有如下一些方面：

　　(1)学生在思想上对其重要性认识不够，作图不够耐心细致;

　　(2)作图操作步骤不够严谨，漏标位置点字母，漏画约束符号，分离体方位不一致，形状不相同，大小比例不适当;

　　(3)作图不按顺序，东一榔头西一棒，导致漏画主动力或约束反力;

　　(4)作约束反力凭主观臆想，不按判定准则，不用理论分析。试想，力的可能方向有无穷个，如果胡乱定一个方向，正确的可能性只会是无穷分之一;

　　(5)概念混淆，同一个力以不同方式重复标注，属于二力平衡还是作用与反作用力分不清楚。

　　2解决方法

　　首先，对受力图作图要足够重视，作图要严谨、耐心和细致，同时，结合作图理解基本概念、定理、公理、定律和推论，做到每一个力都能说出作图的依据。其次，作图应结合力系问题的求解，训练严密的逻辑思维。平时多观察与力有关的生活实物或结构，多在头脑中设想。

　　对于初学者，受力图作图时，切记严格按照作图步骤作图：第一步，选出研究对象，按原图中对象的大小、形状、方位画分离体，标出各位置点的符号，将铰链约束(包括光滑铰链约束、固定铰链支座、辊轴支座)处用圆圈表示，柔性约束、光滑面约束、固定端约束处用加粗黑点表示约束的位置，以免作图时遗漏该处约束反力。第二步，标出分离体上所有主动力(基本按原图照搬)。第三步，按一定顺序标出所有约束反力。第四步，检查全图。

　　其中第三步出错最多，且比较集中体现在铰链约束反力作图上。其实，这并不是什么攻不破的堡垒，作图时，我们理解清楚以下几个方面，问题会迎刃而解。

　　(1)滚轴支座：约束反力垂直于支承面;柔性约束：约束反力通过连接点，沿柔性约束中心线，背离被约束物体;光滑面约束：约束反力通过接触点，沿着公法线，指向被约束物体;固定端约束：用两个正交方向的未知量和一个逆时针转向约束反力偶表示，属于固定表达方法。

　　(2)光滑铰链约束、固定铰链支座约束反力方向判定需按以下方式进行：