ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Виды стержневых систем из "Введение в сопротивление материалов " Реальные инженерные объекты представляют собой обычно более или менее сложные системы, образованные путем соединения отдельных, как правило, относительно простых элементов в единое целое. Ограничимся случаем, когда система образована соединенными между собой стержнями, т. е. элементами, длина которых в несколько раз превосходит характерный наибольший размер поперечного сечения. Примерами таких конструкций могут служить металлические железнодорожные мосты, ажурные опоры линий электропередачи, строительные подъемные краны и т. д. Из огромного разнообразия таких конструкций остановимся на так назы[ваемых плоских стержневых системах, в которых оси стержней (а также внешние нагрузки) расположены в одной плоскости. Будем также считать, что все стержни системы, как правило, прямые, а опорные устройства аналогичны описанным ранее, т. е. представляют собой либо заделку, либо неподвижный или подвижный шарнир. [c.76] в котором соединяются стержни, называется узлом. Конструктивное решение узла может быть различным. Во многом это зависит от материала стержней. Детально этот вопрос рассматривается в спецкурсах (строительных конструкций, деталей машин и т. д.). [c.76] Шарнирщле соединения стержней считают обычно идеальными, не создающими никаких сил сопротивления упомянутому повороту одного стержня относительно другого. Однако в реальных конструкциях такие силы имеются — это силы трения (сухого, вязкого и т. п.) и силы упругого сопротивления. Любая из подобных сил может быть тем или иным способом смоделирована и учтена при анализе работы всей конструкции. [c.77] Выбор способа соединения стержней при расчете конструкции следует рассматривать как один из элементов принятия ее расчетнон[, т. е. идеализированной схемы. [c.77] Стержневая система, в которой все узловые соединения являются шарнирными, называется фермой (рис. 3.2). [c.77] С простейшими фермами читатель знаком по кур у теоретической механики. Там доказывается, что если к узлам фермы приложены сосредоточенные силы (рис. 3.2, а), то в ее стержнях возникают лишь осевые (нормальные) силы — растягивающие или сжимающие (рис. 3.2, б). [c.77] Объединение стержней в плоскую систему может осуществляться множеством способов. Рассмотрим простейшую систему, состоящую из трех стержней, соединенных шарнирами в треугольник АВС (рис. 3.3). Приложим к узлам взаимно уравновешенную группу сил Рд, и ( . В каждом из стержней возникнет нормальная сила, под действием которой все стержни изменят свою длину В случае использования жестких материалов (металлы, дерево, жесткие полимеры и композиты и т. п.) получим малые относительные деформации стержней, благодаря чему относительное изменение формы треугольника АВС будет несущественным. В такой ситуации говорят о геометрически неизменяемой системе. Подобным свойством обла,а ает, вообще говоря, всякая система, образованная стержневыми треугольниками, см., например, схемы по рис. 3.2 и 3.3. [c.78] Свойством геометрической изменяемости могут обладать и многозвенные системы, содержащие в своем составе более четырех стержней. Это устанавливается специальным исследованием того и.ти иного варианта стержневой системы, которое выполняется на начальной стадии ее проектирования. Методика такого исследования, законы кинематики и динамики элементов механизма изучаются за рамками курса сопротивления материалов. [c.79] Отметим еще одно обстоятельство. Подбор безопасных размеров поперечных сечений стержней будем осуществлять здесь по условию прочности, отвечающему состоянию предельной упругости. Согласно этому условию растянутые и сжатые стержни рассчитываются на прочность одинаковым образом. В действительности длинные тонкие сжатые стержни могут под нагрузкой выпучиваться (изгибаться). Выход из строя по такому предельному сО Стоянию называют потерей устойчивости прямолинейной формы рав]аовесия сжатого стержня. Соответствующие методики расчета предполагается рассмотреть в дальнейшем. [c.79] Вернуться к основной статье