Связи и реакции связей. Принцип освобождения от связей. Типы связей. Опоры балочных систем

1.3. Связи и реакции связей

Тела, ограничивающие перемещение других тел, называют связями.

Силы, действующие от связей и препятствующие перемещению, называют реакциями связей.

Реакция связи всегда направлена с той стороны, куда нельзя перемещаться.

Принцип освобождения от связей

Всякое связанное тело можно представить свободным, если связи заменить их реакциями.

Типы связей

Связь — гладкая опора (без трения) Реакция опоры приложена в точке опоры и всегда направлена перпендикулярно опоре.

Гибкая связь (нить, веревка, трос, цепь) Реакция нити направлена вдоль нити от тела, при этом нить может быть только растянута.

Жесткий стержень Реакция стержня направлена вдоль стержня. Точное направление реакции определяют, мысленно убрав стержень и рассмотрев возможные перемещения тела без этой связи. Убираем стержень 1, в этом случае стержень 2 падает вниз. Сила от стержня 1 (реакция) направлена вверх. Убираем стержень 2. В этом случае точка А опускается вниз, отодвигаясь от стены. Реакция стержня 2 направлена к стене.

Опоры балочных систем

Шарнирная опора Шарнир допускает поворот вокруг точки закрепления.

Подвижный шарнир Стержень, закрепленный на шарнире, может поворачиваться вокруг шарнира, а точка крепления может перемещаться вдоль направляющей (площадки). Реакция подвижного шарнира направлена перпендикулярно опорной поверхности, т.к. не допускается только перемещение поперек опорной поверхности.

Неподвижный шарнир Точка крепления перемещаться не может. Стержень может свободно поворачиваться вокруг оси шарнира. Реакция такой опоры проходит через ось шарнира, но неизвестна по направлению. Ее изображают в виде двух составляющих: горизонтальной R_xи вертикальной R_y.

Защемление или «заделка» Под действием внешних сил в опоре возникают реактивная сила R = R_x+ R_Y и реактивный момент M_R, препятствующий повороту. Условие равновесия:

(контроль).

Балка на двух шарнирных опорах Условие равновесия:

;

(контроль)