Рулевая тяга

Тонкая структурная единица

Стяжной стержень или тяговая штанга (также известная как подвесная штанга , если вертикальная) — это тонкая структурная единица, используемая в качестве стяжки и (в большинстве случаев) способная выдерживать только растягивающие нагрузки. Это любой стержневой или стержневой структурный элемент, предназначенный для предотвращения разделения двух частей, как в транспортном средстве.

Стяжки и анкерные пластины на руинах собора в Ковентри

Подтипы и примеры применения

  • В конструкциях самолетов стяжные тяги иногда используются в фюзеляже или крыльях.
  • Стяжки часто используются в стальных конструкциях, таких как мосты , промышленные здания, резервуары , [1] башни и краны .
  • Иногда стяжки модернизируются для прогибающихся или просевших стен из каменной кладки (кирпич, блоки, камень и т. д.), чтобы они не поддавались боковым силам. Концы стержней закрепляются анкерными пластинами , которые могут быть видны снаружи.
  • Арматура , используемая в железобетоне, не называется «стяжкой», но по сути она выполняет некоторые из тех же функций противодействия растягивающим силам, что и стяжки.
  • В автомобилях рулевые тяги являются частью рулевого механизма. Они отличаются от архетипической рулевой тяги тем, что работают как на растяжение, так и на сжатие. В Великобритании эти элементы обычно называют направляющими тягами .
  • В паровозах рулевая тяга — это стержень, который соединяет несколько ведущих колес для передачи мощности от шатуна .
  • Стяжки, известные как провисающие стержни, иногда используются в сочетании с прогонами для восприятия составляющей нагрузки, которая параллельна крыше .
  • Спицы велосипедных колес это рулевые тяги .
  • На судах стяжные тяги — это болты, которые удерживают всю конструкцию двигателя под сжатием. Они обеспечивают усталостную прочность. Они также обеспечивают правильное выравнивание ходовой части, что предотвращает фреттинг . Они помогают снизить изгибающее напряжение, передаваемое на поперечную балку.

Физика и инженерные принципы

В общем, поскольку отношение длины типичной рулевой тяги к ее поперечному сечению обычно очень велико, она может прогнуться под действием сжимающих сил . Рабочая прочность рулевой тяги является произведением допустимого рабочего напряжения и минимальной площади поперечного сечения стержня.

Если резьба нарезана на цилиндрическом стержне, эта минимальная площадь находится в основании резьбы. Часто стержни осаживаются (делаются толще на концах), чтобы стяжной стержень не становился слабее, когда в него нарезают резьбу.

Стяжки могут быть соединены на концах различными способами, но желательно, чтобы прочность соединения была по крайней мере равна прочности стержня. Концы могут быть нарезаны резьбой и пропущены через просверленные отверстия или скобы и удерживаться гайками , навинченными на концы. Если концы имеют правую и левую резьбу, длина между точками нагрузки может быть изменена. Это дает второй метод предварительного натяжения стержня по желанию путем поворота его в гайках так, чтобы длина изменялась. Стяжная муфта выполнит ту же задачу. Концы также могут быть обжаты для установки фитинга, который соединяется с опорами. Другой способ создания концевых соединений — выковать на стержне проушину или крюк.

Печально известным структурным провалом , связанным с тягами, является обрушение пешеходной дорожки Hyatt Regency в Канзас-Сити , штат Миссури , 17 июля 1981 года. В отеле был большой атриум с тремя пересекающими его пешеходными дорожками, подвешенными на тягах. Ошибки строительства привели к обрушению нескольких пешеходных дорожек, в результате чего погибло 114 человек и более 200 получили ранения.

Геометрия

Осгуд и Граустейн использовали прямоугольную гиперболу , ее сопряженную гиперболу и сопряженные диаметры для рационализации стяжек с радиальным интервалом 15 градусов, к квадрату балок , от его центра. Стяжки к углам (45°) соответствуют асимптотам, в то время как пара в 15° и 75° являются сопряженными, как и пара в 30° и 60°. Согласно этой модели в линейной упругости , приложение нагрузки, сжимающей квадрат, приводит к деформации , при которой стяжки сохраняют свои сопряженные отношения. [2]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Office, United States Patent (1903). Официальный вестник Патентного ведомства США. Патентное ведомство США.
  2. ^ Уильям Ф. Осгуд и Уильям К. Грауштайн (1922) Аналитическая геометрия плоских и твердых тел, стр. 307, ссылка из Исторической математической коллекции Мичиганского университета
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Tie_rod&oldid=1223395397"