自由体是不受外力的,已知外力主要指作用在物体上的主动力,按其作用方式有
体积力和表面力两种。体积力是连续分布在物体内各点处的力,如均质物体的重力,单位是N/m3或kN/m3;表面力常是在接触面上连续分布的力,如内压容器的压力和塔器表面承受的风压等,单位是N/m2或kN/m2;如果被研究物体的横向尺寸远较长度为小,则度量其体积力和表面力大小均用线分布力表示,单位是N/m或kN/m。两个直接接触的物体在很小的接触面上互相作用的分布力,可以简化为作用在一点上的集中力,如
化工管道对托架的作用力,单位是kN或N。
下面举例子解释一下。轴只能在轴承孔内转动,不能沿轴孔径向移动,于是轴就是非自由体,而轴承就是轴的约束;塔设备被地脚
螺栓固定在基础上,任何方向都不能移动,
地脚螺栓就是塔的约束;重物被吊索限制使重物不能掉下来等等。可以看出,无论是轴承、基础、还是吊索,它们的共同特点是直接和物体接触,并限制物体在某些方向的运动。