Вертолеты.ру

Если соединить концы нескольких стержней с помощью шарниров, то получится конструкция, называемая фермой. Фермы могут быть плоскими (все стержни лежат в одной плоскости) и пространственными.

Важным признаком фермы является геометрическая неизменяемость. Ее форма (взаимное положение узлов) изменяется только вследствие удлинений и укорочений стержней, вызванных действующими в них силами. Если стержни считать абсолютно жесткими, то форма геометрически неизменяемой системы при любом силовом воздействии не изменяется.

Так, элементарная ферма, образованная тремя стержнями, геометрически неизменяема. Стержневая конструкция является геометрически изменяемой, так как стержень может быть повернут на некоторый угол без изменения длин других стержней, которые будут при этом перемещаться в положения, показанные штриховыми линиями.

При расчете фермы на прочность необходимо определить реакции в опорах, растягивающие (сжимающие) силы в стержнях и по значениям этих сил напряжения. Ограничимся в основном расчетом плоских ферм. Для определения реакций в опорах плоской формы используются уравнения статики — уравнения равновесия, известные из курса теоретической механики.

Следует записать три таких уравнения для фермы в целом, выражающих равенство нулю суммы проекций сил на оси выбранной системы координат и моментов сил относительно одной из опор.

В число сил входят внешние силы, приложенные к узлам фермы, и опорные реакции. Для определения сил в стержнях применяют способы вырезания узлов, моментных точек и др. Способ вырезания узлов основан на мысленном вырезании сечением стержней одного из узлов и составлении условий его равновесия.

Удобнее начинать расчет с узла, в котором сходятся только два стержня. У фермы, взятой в качестве примера, таким узлом является узел номер 3. Вырежем этот узел с примыкающими к нему частями стержней. К силам, действующим на узел, относятся внешняя сила и осевые силы в стержнях. Направление этих сил выбрано сначала соответствующим растяжению обоих стержней.