The new science of strong materials

Рис
. 14.
Свободно опертая балка
,
которую можно рассматривать как две консоли
,
сложенные вместе у заделок и перевернутые на
180
градусов
.
Теперь нам понятно
,
почему мы не проваливаемся сквозь пол
:
напряжения в досках передаются зигзагами
,
под углом
45°
к поверхности
,
от наших подошв до стены
,
обеспечивая в результате силу
,
направленную вверх
,
которая нас и держит
.
Вместе с этими сдвиговыми напряжениями в доске вблизи верхней и нижней ее поверхностей возникают напряжения
растяжения
-
сжатия
,
направленные горизонтально
.
Если по какой
-
либо причине эти напряжения окажутся слишком
большими
(
на доску наступил чересчур грузный человек или сама доска слишком тонка
),
мы сначала обнаружим
тревожный прогиб доски
,
а уж затем раздастся треск
.
Каждый может поставить простой эксперимент
,
который покажет
,
что напряжения и перемещения
,
вызванные изгибом
,
намного опаснее тех
-
при прочих равных условиях
, -
которые вызваны растяжением или сжатием
.
Действительно
,
возьмите какую
-
нибудь деревянную планку или стержень и попробуйте разорвать ее руками
.
Как правило
,
этого вам
сделать не удастся
,
как не удастся и заметить на глаз удлинение вашего образца
.
Теперь начинайте гнуть стержень
,
и вы
тут же заметите вполне ощутимый прогиб
,
а возможно
,
и без особого труда сломаете образец
.
Этим объясняется то
обстоятельство
,
что балки почти всегда требуют тщательной расчетной проверки прочности и жесткости
.
Такой расчет
может сделать каждый
,
кто знаком с элементарной алгеброй
,
по стандартным формулам
,
приведенным в конце книги
.
Мы уже говорили
,
что разобраться в теории изгиба балок не так
-
то просто
,
но
,
откровенно говоря
,
особого напряжения
интеллекта для этого не требуется
,
да и многое в технике станет гораздо яснее
.
По правде сказать
,
проектируя даже
весьма внушительные конструкции
,
инженеры зачастую пользуются почти элементарной теорией изгиба
.
Далее мы
увидим
,
что такая практика иногда может быть опасной
,
поскольку элементарная теория
,
будучи чрезвычайно полезной
,
все же не дает нам достаточно полного представления о прочности сложных конструкций
.
Тем не менее она очень
широко используется для прикидочных оценок прочности любых конструкции
,
от коленчатого вала до морских судов
.
Большие балки начали использовать в технике по существу не столь давно
,
немногим более столетия назад
.
Английскому
инженеру Телфорду
(1757–1834)
дали много лестных прозвищ за искусство строить мосты
,
он построил их
,
вероятно
,
больше
,
чем кто
-
либо другой
.
Обычно Телфорд применял каменные или чугунные арки
,
работающие на сжатие
,
а для
больших пролетов первым стал строить подвесные мосты
,
используя железные цепи
(
мост через пролив Менай
-
1819 
год
).
Вряд ли Телфорд когда
-
либо применял большие балки
,
отчасти из
-
за отсутствия подходящего материала
-

---

VIVOS VOCO: 
Дж
. 
Гордон
, «
Почему
мы
не
проваливаемся
сквозь
пол
» -