Стержень

Все технические чертежи, согласно мировой практике, имеют основную надпись, которая, среди прочего, содержит наименования изображенных на них изделий. Требования стандарта относительно их нанесения гласят о том, что они должны быть по возможности краткими. Одним из слов, активно используемых в наименованиях, является слово «стержень».

Следует заметить, что стержни можно встретить в самой различной машиностроительной продукции и строительных объектах, причем они выполняют массу важных функций. С точки зрения геометрической конфигурации эти детали представляют собой твердые тела, у которых размеры сечения очень невелики по сравнению с длиной.

В технических устройствах функция стержней состоит в основном в том, чтобы воспринимать изгибающие и осевые моменты. Эти детали могут иметь различную форму. Стержни бывают прямыми, ломаными и кривыми. Что касается такого критерия, как относительные размеры в поперечном сечении, то согласно нему стержни бывают тонкостенными и массивными.

Массивные стержни могут иметь различную форму поперечного сечения, и по этому критерию они подразделяются на:

Этим списком форма поперечного сечения стержней отнюдь не ограничивается, и она бывает самой разнообразной. Тонкостенные стержни в технике принято подразделять на стержни с замкнутым и открытым поперечным сечением.

Как известно, каждая конструкция, вне зависимости от степени своей сложности, состоит из элементов, выполняющих определенные, присущие им функции. Эти элементы (то есть детали) могут иметь самую разнообразную форму, в том числе и стержневую.

Деталей, для которых присуща именно стержневая форма, в современной технике есть немало. К ним, в частности, относятся:

• Болты (могут иметь фасонные, круглые, четырехгранные и шестигранные головки);

• Винты и шурупы (имеют головки с продольными прорезями или крестообразными углублениями);

• Заклепки (как полнотелые, так и пустотелые);

• Оси;

• Пальцы;

• Ролики;

• Спицы (мотоциклетные и велосипедные);

• Гвозди;

• Ниппели;

• Шплинты.

Сейчас конструкторы разрабатывают стержневые детали и испытывают их на соответствие различным требованиям с применением специализированного компьютерного программного обеспечения. Это существенно облегчает конструирование, упрощает, ускоряет эту работу, придает ей творческий характер.

Стержневая система

В современной строительной механике используются стержневые системы. Они представляют собой конструкции, которые состоят из соединенных между собой в узловых точках различных стержней (как прямолинейных, так и криволинейных).

В большинстве случаев для создания различных инженерных сооружений используются так называемые геометрически неизменяемые стержневые системы. Наиболее характерными примерами таковых являются ферма и рама.

Если рассматривать стержни в контексте геометрической схемы, то их можно подразделить на плоские и пространственные. Есть и еще один критерий классификации – тип соединения. Согласно нему стержни бывают с жесткими, шарнирными узлами и смешанного типа. Жестко закрепленные стержни не проворачиваются в своих концевых сечениях, а шарнирные, наоборот, могут проворачиваться в этих местах. Для таких конструкций, как рамы, наиболее характерными являются именно жесткие стержни, а для конструкций типа ферм – шарнирные.

Если стержни соединяются с опорами или же между собой, то все элементы такой системы работают только на сжатие и растяжение. Это означает, что они воспринимают исключительно продольные нагрузки. Именно в этом состоит их отличие от рам.

Для определения значений таких показателей, как внутренние продольные силы, за исходное принимается равновесие узлов и используется метод сечений. Те стержневые системы, которые являются статистически определимыми, считаются имеющими достаточные прочностные характеристики только тогда, когда ими обладают все составляющие их элементы.