ГЛАВА II. РАСТЯЖЕНИЕ СЖАТИЕ

§ 16. Стержни и стержневые системы.

В этой главе мы будем заниматься простейшими задачами сопротивления материалов, то есть такими задачами, в которых величины напряжений определяются совершенно элементарными способами. Простейшим видом напряженного состояния нужно считать растяжение или сжатие. Оказывается, что растяжение и сжатие реализуются весьма часто почти в чистом виде в конструкциях, элементами которых служат стержни.

Стержнем называется тело, одно измерение которого велико по сравнению с другими. Стержни могут иметь постоянное или переменное сечение, а также могут быть прямыми или криволинейными.

Понятие прямолинейного стержня нуждается в некотором уточнении. Представим себе плоскую фигуру (рис. 15, а), движущуюся параллельно себе без вращения так, что центр тяжести ее скользит по оси перпендикулярной плоскости фигуры.

Рис. 15.

Контур ее опишет в пространстве боковую поверхность стержня, ось называется осью стержня.

Если фигура, двигаясь вдоль оси одновременно вращается около оси, получается так называемый естественно закрученный стержень (рис. 15, б). Примером естественно закрученного стержня служит спиральное сверло.

Если фигура, двигаясь вдоль оси, одновременно меняется сама, меняет свою форму и площадь, но так, что центр тяжести все время остается на оси мы получим стержень переменного сечения с прямолинейной осью.

Примеры стержней переменного сечения приведены на рис. 15, в, г, д (в — клин, г — конический стержень, д — стержень в форме тела вращения).

Стержни встречаются как основные элементы огромного большинства инженерных конструкций. Мостовая ферма, схематически изображенная на рис. 16, состоит из отдельных стержней, соединенных между собою заклепками или сваркой.

Рис. 16.

Такие детали машиностроения, как болт, ось, вал, шатун, тоже являются стержнями. Поэтому расчет стержней и стержневых систем — это первоочередная задача сопротивления материалов. Для решения ее приближенные методы вполне достаточны.