Юный техник 1976-02, страница 71

(рис. 66). Теперь заметного прогиба вы не увидите даже при большей нагрузке.

В чем же дело?

Все очень просто. Во втором случае мы значительно увеличили

расстояние крайних волокон, от нейтрали и, следовательно, использовали прочностные возможности материала эффективнее.

Продолжим опыт. Уменьшите расстояние между опорами вдвое. Полоска оргалита, положенная плашмя, при той же нагрузке прогнется меньше. А вот если вы зажмете один конец полоски, образовав консоль, а к свободному концу приложите ту же силу (рис. 6в), прогиб станет значительно больше, чем он был в самом первом случае (рис. 6а).

Как видите, один и тот же стержень под действием одной и той же силы, но в различных условиях нагружения деформи

руется по-разному. Следовательно, одних представлений о рациональном распределении материала по сечению детали недостаточно для создания грамотной конструкции. Необходимо еще знать характер, место приложения и величину нагрузки, а точнее — изгибающий момент.

Конструктор всегда стремится определить, в каком сечении изгибающий момент будет иметь максимальное значение, ибо именно там материал напрягается больше всего, а следовательно, форма этого сечения и будет определяющей.

В ваших опытах, например, максимальный изгибающий момент будет: при двух опорах — в месте приложения силы, в консольном варианте — в месте защемления. Там, где возникают максимальные напряжения, конструктор стремится развить деталь, а где напряжение меньше — убрать излишества, чтобы материал был нагружен равномерно. Когда это удается, говорят: конструкция равнопрочная, грамотная. Например, сделанная вами для опытов полоска могла бы быть почти вдвое легче, без ущерба для прочности, если бы вы обрезали ее, как показано пунктиром на рисунке 66.

Допустим, нам поручили разработать конструкцию крепления к стене блока для подъема грузов. Расстояние блока от стены — 500 мм, максимальный вес груза — 100 кг.

Для начала оценим простейший вариант. Что получится, если мы забетонируем в стену, на глубину около 150 мм, металлический стержень круглого сечения (рис. 7а)? Прикидочный расчет показывает, что диаметр стержня должен быть около 60 мм, а его вес получится более 14 кг. Тяжеловато!

Попробуем вместо цельного стержня поставить трубу (рис. 76). Получаем: наружный диаметр около 80 мм, внутренний — око

69