В этой статье вы узнаете:
| Реакция опоры, также известная как реакция в точке опоры, - это сила в виде вектора, возникающая в точке соединения тела (например, балки, рамы или фермы) с опорой при его отсоединении от этой опоры. |
Все начинается с принципов динамики Ньютона... Но чтобы не слишком утомлять вас, я напомню ниже краткое определение, которое он дает Википедия :
Если тело A действует на тело B с силой F (действие), то тело B действует на тело A с силой (реакция) той же величины и направления, но с противоположным направлением.
Иными словами, если мы давим на опору с силой или моментом, то опора возвращает нас обратно. А сила, с которой опора возвращает нас, как раз и есть ответ.
Благодаря тому, что силы взаимодействия уравновешивают друг друга, мы можем говорить о статике, то есть о том, что тело находится в состоянии покоя.
Типы поддержки и их реакции на поддержку
Механика определяет реакции опор в зависимости от типа опоры. Ниже приведено описание наиболее распространенных типов опор.
| Все перечисленные ниже виды поддержки можно найти в приложении Калькулятор лучей где вы можете проверить способы поддержки балочных систем и получить полное пошаговое решение для балок. |
Невыдвижная поворотная опора
Первый тип опоры, который мы рассмотрим, - это не скользящая (неподвижная) шарнирная опора. Такая опора блокирует горизонтальное (ось x) и вертикальное (ось y) движение. Однако существует возможность вращения вокруг шарнира. Поэтому ее называют шарнирной. шарнирный не скользящий. Круг на вершине треугольника, в котором зацеплены реакции, - это шарнир.
Часто спрашивают, имеет ли значение, в какую сторону идет обратная реакция (в какую сторону направлена стрелка вектора силы)?
| Мы можем принять любой поворот, главное, чтобы сохранялось постоянное направление. |
Опора для скользящего шарнира
Другой тип опор - скользящие шарнирные опоры. В этой опоре мы имеем одну реакцию в вертикальном направлении. Именно в этом направлении движение невозможно. Горизонтальное направление освобождается, что символизируется зазором между землей и опорой или кругами, символизирующими возможность движения.
| В ваших задачах может встретиться опора, повернутая на некоторый угол. Тогда не забудьте повернуть направление реакции перпендикулярно основанию опоры, как я показал на рисунке выше. |
Ограничитель - кронштейн
Ограничители - еще один тип опор, с которым вы можете столкнуться. Здесь, помимо блокировки движения в вертикальном и горизонтальном направлениях, также блокируется возможность вращения в точке фиксации. В ограничителе у нас отняты три степени свободы, поэтому мы имеем три реакции: горизонтальную, вертикальную и моментную.
Раздвижной кронштейн - вертикальный коньковый ход
Вертикальный конёк - это опора, которая гораздо реже встречается в задачах механики. У вертикального конька отняты две степени свободы за счет горизонтальной реакции и момента. Эта опора не имеет горизонтального движения или вращения.
Раздвижной кронштейн - горизонтальный коньковый ход
У горизонтального конька также отняты две степени свободы, с той лишь разницей, что у него есть вертикальная реакция и момент. У этой опоры нет вертикального движения и вращения.
Совместные
И наконец, шарнир. Сколько степеней свободы отнимает шарнир? Как видно на рисунке выше, есть две степени свободы. Горизонтальная и вертикальная реакции, как в не скользящей поворотной опоре.