Виды опор, используемые в схемах сопротивления материалов
Реальные узлы крепления конструкции в задачах сопромата заменяются их условными обозначениями: заделкой и шарнирными опорами (рис.1.11).
При решении плоской задачи считается, что всякий элемент имеет 3 степени свободы (3 возможных перемещения, однозначно определяющих положение тела в пространстве): вращение вокруг точки и 2 линейных перемещения вдоль 2-х осей).
Всякая реакция возникает в местах наложения связен.
Если наложено ограничение на одно из указанных выше перемещений (чаше всего перемещение полагается равным нулю), то в этом направлении возникает реакция опоры: сосредоточенная сила при ограничении линейного перемещения и пара сил при ограничении углового перемещения.
В зависимости от налагаемых ограничений на перемещение тела различают следующие виды опор:
Заделка — нет перемещений (жесткое закрепление тела, например, сварка), возникают реакция неизвестной величины и направления R и реактивный момент MR.
Неизвестную реакцию удобно представить в виде ее проекций на оси координат любого направления, например, для плоской системы горизонтальное и вертикальное. Итого: в плоской заделке возникают 3 неизвестные реакции — 2 силы и одна пара сил (рис. 1.11, а);
Неподвижная шарнирная опора — возможно вращение вокруг опоры, линейных перемещений нет, поэтому возникает реакция неизвестной величины и направления R, которую заменяют ее проекциями на оси координат. Для плоской системы возникают 2 неизвестные реакции: R1 и R2 (рис. 1.11, б).
Примером шарнирной опоры можно считать подшипниковую опору. Внутреннее кольцо шарикового или роликового подшипника может поворачиваться относительно наружного на угол 2°. Этого достаточно, чтобы считать подшипник шарнирной опорой.
Подвижная шарнирная опора — возможно вращение вокруг опоры и перемещение вдоль одной из осей, например, плавающая подшипниковая опора, возникает одна реакция R: сила в направлении ограничения движения (перпендикулярно направлению движения вдоль оси) (рис. 1.11, в).