Определение реакций опор

Цель работы – ознакомиться с устройством опор балок, составить расчетные схемы балок и определить реакции их опор.

Теоретическое обоснование. Балки встречаются во многих машинах и сооружениях и служат для восприятия сил, направленных перпендикулярно их продольной оси.

Балки имеют специальные опорные устройства для сопря-жения их с другими элементами конструкции и передачи на них усилий. Опоры балок можно разделить на следующие три типа:

Подвижная опора (рисунок 2.1, а). Соединение стержня с подвиж­ной опорой допускает поворот стержня вокруг оси шарнира и ли­нейное перемещение параллельно опорной плоскости. Здесь извест­ны точка приложения опорной реакции RA – центр шарнира и ее направление – перпендикуляр к опорной поверхности (трением катков об опорную поверхность пренебрегают).

Рисунок 2.1

Схематическое изо­бражение подвижной опоры показано на рисунке 2.1, б в соответствии с ЕСКД ГОСТ 2.770—98 «Обозначения условные графические в схемах». Необходимо иметь в виду, что опорная поверхность подвижной опоры может быть не параллельна оси балки (рисунок 2.1, в). Реак­ция опоры в этом случае с осью балки не образует прямой угол.

Неподвижная опора (рисунок 2.2, а). Соединение стержня с непо­движной опорой допускает только поворот стержня вокруг оси шар­нира. В этом случае известна только точка приложения опорной ре­акции – центр шарнира, направление реакции неизвестно, так как оно зависит от нагрузки, приложенной к балке. Поэтому вместо полной реакции неподвижной опоры находят ее две взаимно пер­пенди-кулярные составляющие VA и НА.

Рисунок 2.2

Схематическое изображение неподвижной опоры показано на рисунке 2.2, б в соответствии с ЕКСД ГОСТ 2.770—98.

Жесткая заделка (защемление) (рисунок 2.3, а) не допускает ни линейных перемещений, ни поворота сечений закрепленного конца балки. Неизвестными для жесткой заделки являются не только на­правление реакций, но и точки их приложения, поэтому для опреде­ления опорной реакции следует найти две взаимно перпендикуляр­ные составляющие V₀ и H₀ и реактивный момент m₀ относительно

a)

центра тяжести опорного сечения балки.

На рисунке 2.3, б показано схематическое изображение жесткой заделки.

Рисунок 2.3

Равновесие балки под действием любой системы внешних сил, расположенных в одной плоскости, может быть обеспечено одной жесткой заделкой или двумя опорами: подвижной и неподвижной.

Установка для испытания. Величину и направление реакций опор балки можно определить опытным путем на установке, показанной на рисунке 2.5. Балка 2 опирается на подвижную опору 5 и неподвижную опору 11. При помощи отклоняющего блока 9, грузов и винтовых зажимов 7 можно в любой точке оси балки (с шагом 50 мм) прикладывать силы и распределенную нагрузку, направленные перпендикулярно оси балки и под углом β. При помощи обводного блока 3 и нагрузочной пластины 8 можно прикладывать момент. Балка опирается на измерительные устройства 6. Величина реакции опор соответствует показаниям на дисплее измерительных устройств 6 и показаниям динамометра 1.