Юный техник 1976-02, страница 70

Качели с точки зрения расчетной схемы классифицируются как балка на двух опорах с сосредоточенной нагрузкой в середине. А бра — как балка, защемленная одним концом, или консоль, тоже с сосредоточенной нагрузкой.

Эти виды деформации называют изгибом.

В расчетах на прочность встречается много разновидностей на-гружения, вызывающих изгиб, но мы не будем рассматривать их многообразие, все зто подробно представлено в технических справочниках. Попробуем «на пальцах» показать сущность этой деформации.

Сожмем обыкновенный ластик (рис. 4). Выпуклая сторона растянулась, вогнутая сжалась, а длина средней линии — ее называют нейтральной — осталась без изменений. Видите, наибольшей деформации подвержены крайние волокна ластика, наиболее удаленные от нейтрали. Они испытывают и наибольшее напряжение, в то время как в нейтральном слое напряжение равно нулю. Напрашивается практический вывод: чтобы конструкция была грамотной, чтобы прочностные свойства материала использовались наиболее эффективно, надо в деталях, работающих на изгиб, удаленные от нейтрали сечения развивать,

68

а в нейтральной зоне — уменьшать. Наглядным примером может служить стальной прокат, широко ^применяемый в строительстве и промышленности: балки двутавровые, тавровые, швеллеры, уголки и т. п. (рис. 5).

Любопытно, что к такому, казалось бы, простому и ясному выводу ученые пришли не сразу. Например, великий итальянский астроном, физик и механик, один из основоположников точного естествознания Галилео Галилей, начавший исследования в области теории изгиба еще в первой половине XVII века, исходил из неправильного предположения, что при изгибе все волокна материала удлиняются одинаково. Прошло добрых полтора столетия, и только в конце XVIII века был найден и подтвержден опытом истинный характер деформации изгиба.

Попробуйте сами поставить некоторые опыты. Возьмите полоску оргалита или фанеры длиной около 200 мм, положите ее плашмя на опоры и приложите в середине некоторую силу (рис. 6а). При сравнительно небольшой нагрузке полоска начнет прогибаться. Затем положите эту же полоску ребром на те же опоры, сохранив расстояние между ними