Стержень с одной заделкой и зазором до второй заделки - расчётная схема для случая, когда стержень изначально закреплён только с одного конца, а второй конец не касается опоры и находится от неё на некотором монтажном зазоре Δ.
Такая схема характерна для конструкций, где второй упор вступает в работу только после деформации стержня - например, при монтаже с технологическим зазором, температурных компенсаторах, ограничителях хода, а также в узлах, где вторая опора рассчитана на восприятие нагрузки лишь после определённого перемещения элемента.
Особенность расчёта в том, что до момента, пока стержень не выберет зазор Δ и не коснётся второй заделки, он работает как обычный стержень с одним закреплённым концом - реакция возникает только в нижней (или верхней) заделке. Как только суммарное удлинение или укорочение стержня под нагрузкой достигает величины зазора, включается вторая опора, и задача становится статически неопределимой: дальнейшее распределение усилий определяется совместно из условий равновесия и совместности деформаций с учётом выбранного зазора.
Стержень может иметь несколько участков разной длины и площади поперечного сечения, а также произвольное сочетание сосредоточенных и распределённых продольных нагрузок. Калькулятор позволяет рассчитать такую схему при произвольном сочетании нагрузок: до пяти сосредоточенных сил и пяти равномерно распределённых нагрузок, приложенных на любых участках стержня.
По заданным исходным данным (длина и площадь сечения каждого участка, модуль Юнга материала, величина зазора Δ и параметры всех нагрузок) калькулятор автоматически определяет:
- эпюру продольных усилий, N по длине стержня - с указанием максимального растягивающего и сжимающего усилия;
- эпюру нормальных напряжений, σ = N/A в каждом сечении - с учётом изменения площади сечения по участкам;
- эпюру продольных деформаций, ε - удлинения и укорочения участков стержня и перемещения его сечений.
Полученные значения используются для проверки прочности стержня и подбора сечения, а также для оценки того, действительно ли зазор выбирается при эксплуатационных нагрузках - что важно на этапе проектирования узлов с предусмотренным технологическим зазором.
Инструмент подходит для предварительных инженерных расчётов, учебных задач и проверки готовых проектных решений. Для ответственных конструкций рекомендуется дополнительная проверка квалифицированным инженером-конструктором.