Строймех для чайників (2)

ВИДИ КРІПЛЕНЬ І СТУПЕНЯ СВОБОДИ

Кріплення стержня є свого роду обмеження його ступенів свободи: переміщення або обертання в просторі від впливу зовнішнього навантаження і в залежності від характеру цього обмеження існують різні види кріплень.

Існує три основних типи кріплення стрижневих систем до диску:

Має два ступені свободи: переміщення від впливу горизонтальних сил і від обертають сил, що крутять моментів, рис 1.

Мал. 1 Ступені свободи шарнірно-рухомої опори

Як видно з малюнка, переміщення по вертикалі неможливо, тому при вертикальній зовнішній навантаженні в шарнірі виникатиме внутрішнє ще одне зусилля або реакція опори. Ще Одне, тому що реакція опори спрямована завжди протилежно напрямку додається навантаження, і в шарнірно рухомий опорі ця реакція завжди буде виникати у напрямку опорного стержня вертикально або горизонтально в залежності від розташування опори, рис 2.

Мал. 2 Реакція шарнірно-рухомої опори

Звідси можна зробити висновок, що реакція в опорі виникає тільки в разі опору опори переміщенню від заданого навантаження.

Шарнірно-нерухома опора або

Має одну ступінь свободи: переміщення від обертають сил, що крутять моментів, рис 3.

Мал. 3 Ступінь свободи шарнірно-нерухомої опори

З малюнка видно, що переміщення по вертикалі і горизонталі неможливо, отже, в шарнірно-нерухомої опори максимальне число виникаючих реакцій - дві, і вони завжди будуть спрямовані: одна по вертикалі, інша по горизонталі залежно від наявності зовнішніх навантажень. рис 4.

Мал. 4 Реакція шарнірно-нерухомої опори

Не має ступенів свободи, так як в опорі виникає крутний реактивний момент, що перешкоджає повороту закріпленого стержня, як у вище перерахованих шарнірах, умовно його можна представити у вигляді кріплення з двох шарнірів, рис 5.

Мал. 5 Жорстка закладення, принцип опору повороту

З малюнка видно, що якщо ми спробуємо повернути стрижень щодо точки А або точки В, то цього перешкодить другий поруч стоїть шарнір, переміщення по вертикалі або горизонталі також неможливо. Отже, в такій опорі будуть виникати максимум три зусилля: завжди по горизонталі, по вертикалі і момент, спрямований протилежно обертає силі. Реактивний опорний момент може виникати як від прикладеної одиночного моменту, рис 6а, так і від крутного зусилля, рис 6б.

Мал. 6 Реакції жорсткої закладення: а) тільки від одиночного моменту, б) від горизонтальної та вертикальної зовнішніх сил.

Обертає зусиллям на рис 6б є момент, що виникає від зовнішньої горизонтального навантаження. Таким чином, реактивний момент в жорсткій закладенні виникає завжди, коли є зусилля не співпадає з напрямком закріпленого стержня.

Примітка: реакції в опорах не завжди виникають у своєму максимальній кількості, їх наявність безпосередньо залежить від виду і напрямки зовнішньої навантаженні в заданій системі, рис 4.