Материал: Лекция 1 по СМ для ФЭМТО 2021

Внешние силы являются мерой взаимодействия рассматривае-

мого тела с окружающими телами и средой. Различают объемные и поверхностные силы. Объемные силы непрерывно распределены по всему объему тел. Отметим, что к поверхностным силам относятся вес тела, силы инерции, магнитные силы. Поверхностные силы действуют на поверхности тела.

Соприкосновение тел всегда происходит по некоторой площад-

ке. Поэтому все поверхностные силы являются распределенными по площади. Если тела соприкасаются по узкой длинной области, то счи-

тается, что поверхностная сила действует по линии. Если размеры площадки, по которой происходит взаимодействие тел, малы по срав-

нению с размерами тела, то считается, что поверхностная сила прило-

жена в точке и называется сосредоточенной.

По характеру изменения во времени, различают нагрузки стати-

ческие и динамические.

Статические нагрузки являются постоянными, либо медленно изменяют свою величину или точку приложения (направление). Воз-

никающие при этом силы инерции тела можно не учитывать.

11

Динамические нагрузки изменяются во времени быстро, при этом в деформируемой конструкции возникают силы инерции, кото-

рые необходимо учитывать при расчетах, так как они достигают зна-

чительных величин.

Условия закрепления и способы соединения друг с другом эле-

ментов конструкций оказывают существенное влияние на деформаци-

онные свойства конструкций. Закрепляющие тело элементы наклады-

вают ограничения на его перемещение и повороты. Отметим, что ограничение, наложенное на перемещение тела в пространстве други-

ми телами, называют связью. Следовательно, можно говорить, что за-

крепляющие тело элементы накладывают на него связи.

Силу, стремящуюся привести тело в движение, называется ак-

тивной (внешней). Сила, препятствующая перемещению, называется

реакцией связи.

Воздействие закрепляющего элемента на стержень можно заме-

нить силой, которая называется реакцией опоры.

К наиболее распространенным видам закрепления стержней от-

носятся подвижный и неподвижный шарниры, а также заделка (за-

щемление). Примеры таких способов закрепления стержней представ-

лены на рис. 1.3. На этом рисунке также приведены используемые в расчетной схеме обозначения различных опорных элементов.

12

α

Рис. 1.4. Шарнирно подвижные опоры

На рис. 1.4 показаны шарнирно подвижные опоры. Поперечное сечение стержня в шарнирно подвижной опоре может смещаться па-

раллельно опорной плоскости и поворачиваться, но не может сме-

щаться перпендикулярно к опорной плоскости. Поэтому в шарнирно подвижной опоре возникает реакция опоры дикулярно к плоскости.

у

R

RB

α

В

Рис. 1.5. Шарнирно неподвижная опора

На рис. 1.5 показана шарнирно неподвижная опора. Поперечное

14

сечение стержня, проходящее через шарнирно неподвижную опору, не может смещаться поступательно. В опоре возникает сила реакции R

(рис. 1.5). Ее составляющими являются вертикальная сила RB , препят-

ствующая вертикальному смещению, и горизонтальная сила H B , ис-

ключающая горизонтальное смещение закрепленного сечения бруса.

На рис. 1.6 представлен стержень, левый конец которого заделан

(защемлен). Заделка (защемление), это такое закрепление стержня,

при котором в месте крепления он не может перемещаться поступа-

тельно и поворачиваться. В опоре возникают вертикальная реакция

у

RА

М А

А z

H А

Рис. 1.6. Заделка

RА , горизонтальная реакция H А , исключающие возможность смеще-

ния, а также реактивный момент М А , препятствующий повороту

(рис. 1.6).

15