И цилиндрический шарнир (ШНПО)

4) Невесомый стержень с шарнирами на концах (см. рисунок 7 – стержень 1-2). Шарниры на расчетных схемах изображаются в виде небольшого полого кружка. Если связью является криволинейный «невесомый» стержень (как на рисунке 7), то его реакция будет направлена по прямой 1-2, соединяющей центры шарниров 1 и 2. Реакция прямолинейного «невесомого» стержня с шарнирами на концах направлена вдоль центральной оси стержня. В отличие от нити прямолинейный или криволинейный стержень с опорными шарнирами по концам может передавать как силы растяжения, так и силы сжатия.

5) Подвижный шарнир (каток) – ограничивает движение тела 1 в направлении, перпендикулярном плоскости опирания (например, к наклонной плоскости ВС тела 2 на рисунке 8). Поэтому реакция будет всегда направлена перпендикулярно плоскости опирания (которая может быть горизонтальной, вертикальной или наклонной).

(реакция ШПО)

(реакция ШПО)

тело 1 Ш

С тело 1 90^о Ш С

90^о

тело 2 («земля») тело 2 («земля»)

В В

а) б)

Рисунок 8. Схемы связи между телами в виде подвижного шарнира (катка)

или шарнирно-подвижной опоры (ШПО) тела 1 с «землей»

Вращательное движение тела 1 вокруг центра шарнира Ш, а также движение вдоль плоскости ВС (прокатывание), не запрещены. Поэтому реакции сопротивления повороту (реактивный момент в шарнире Ш) и сопротивления движению тела 1 вдоль плоскости ВС возникать не могут. Такую опорную связь тела с «землей» в виде цилиндрического шарнира, имеющего возможность прокатываться вдоль опорной плоскости, инженеры называют шарнирно-подвижной опорой (ШПО). Упрощенная схема шарнирно-подвижной опоры приведена на рисунке 8,б.

6) Сферический шарнир. Он позволяет телу поворачиваться «без трения» относительно центра О (начала координат x, y, z) сферического шарнира (СШ), т. е. относительно любой оси, но не разрешает никакие линейные перемещения вдоль координатных осей x, y и z (см. рисунок 9,а), если корпус СШ неподвижно прикреплен к «земле». Поэтому сила реакции сферического шарнира приложена к его центру О и может иметь любое направление в системе координат x, y, z.

z

z

(реакция

сферического тело

тело шарнира)

О y

O подпятник

y

x

x

а) б)

Рисунок 9. Схемы связей в виде сферического шарнира а) и подпятника б)

7) Подпятник (см. рисунок 9,б). Подпятник отличается от цилиндрического шарнира тем, что кроме радиальных сил (перпендикулярных оси вращения шарнира) он может воспринимать также и осевую силу (одностороннюю или двустороннюю вдоль оси вращения шарнира). Реакция подпятника (по рисунку 9,б), как и реакция сферического шарнира, может иметь любое направление в системе координат x, y, z. На том же рисунке показана также реакция цилиндрического шарнира, перпендикулярная оси его вращения, (в данном случае рассматриваемое тело имеет два типа связей – подпятник и цилиндрический шарнир).

При решении задач статики реакции связей твердых тел (элементов конструкций) очень часто являются неизвестными силовыми факторами, подлежащими расчетному определению. Определив реакции связей, можно затем определять и внутренние силовые факторы в телах (элементах конструкций), что необходимо для их расчетов, в частности, на прочность.

Дата добавления: 2014-01-11