Виды опор, используемые в схемах сопротивления материалов

Реальные узлы крепления конструкции в схемах сопротивления материалов заменяются их условными обозначениями: заделкой и шарнирными опорами (рис. 1.11). При решении плоской задачи считается, что всякий элемент имеет три степени свободы (три возможных перемещения, однозначно определяющих положение тела в пространстве): вращение вокруг точки и два линейных перемещения вдоль двух осей).

б.

Рис. 1.11. Виды опор

Всякая реакция возникает в местах наложения связей. Если наложено ограничение на одно из указанных выше перемещений (чаще 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 (рис. 1.11, л) — нет перемещений (жесткое закрепление тела, например сварка), возникают реакция неизвестной величины и направления R и реактивный момент M_R. Неизвестную реакцию удобно представить в виде ее проекций на оси координат любого направления, например для плоской системы горизонтальное Я, и вертикальное R₂. Итого: в плоской заделке возникают три неизвестные реакции — две силы и одна пара сил;

неподвижная шарнирная опора (рис. 1.11,6) — 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 две неизвестные реакции: R_] и R₂. 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 (рис. 1.11, в) — возможно вращение вокруг опоры и перемещение вдоль одной из осей, например, плавающая подшипниковая опора. В ней возникает одна реакция R: сила в направлении ограничения движения (перпендикулярно направлению движения вдоль оси).