Что такое стержень на стойках

Особенности анкерного стержня

Анкер на гитаре — необходимая деталь, предотвращающая деформацию элементов музыкального инструмента. Ведь из-за постоянного натяжения струн, гриф гитары подвержен сильной нагрузке. В 1921 году один из сотрудников известной компании Gibson запатентовал первый анкер для электрогитары. До изобретения металлических прутов изготовители выпускали элементы, выполненные из дорогих древесных пород. Приходилось предусматривать малейшие изменения в поведении такого материала, например, влияние внешних условий.

Что такое анкер гитары? Для чего он нужен?

Анкер — это прут из металла, размещенный внутри грифа. Имеет толщину от 4 до 6 мм. На одном из концов предусмотрен болт, помогающий определять струнное натяжение. Без металлического стрежня инструмент бы не выдержал нагрузку и сильно изогнулся — стержень препятствует его прогибу.

Анкерный стержень внедрили лишь в те годы, когда гитаристы начали пользоваться струнами на металлической основе. Нейлоновые не имеют такого значительного натяжения. Классическая гитара не нуждается в пруте — инструмент в силе справится сам с нагрузкой. При игре на акустических и электрогитарах стержень необходим.

Он противодействует неизбежному прогибу под натяжением. Если посмотреть на лук с натянутой тетивой, то можно представить, как струны пытаются выгнуть гриф, а анкер стремится изогнуть его в противоположном направлении. Сила натяжения стержня должна уравновесить силу натяжения струн.

Виды анкеров для гитары

Назначение анкерных стержней из металла аналогично для всех видов, но некоторые не используются при фиксации. Они лишь обеспечивают жесткость конструкции.

Одинарный

Одна часть анкерного стержня устанавливается в грифе гитары. У другого конца имеется специальный болт, предназначенный для регулировки изгиба. Диаметр его около 5 мм, а резьба 10-32. Одинарный стержень наиболее распространен ввиду простоты конструкции и невысокой цены. Но с таким анкером гриф изгибается, поэтому его необходимо часто подстраивать. Используется на гитарах производителей Fender и Gibson. К достоинству можно отнести небольшой вес и классический звук. Для подстройки нужен маленький крутящий момент.

Двойной

Состоит из двух частей, объединенных между собой. Анкерный стержень обеспечивает наиболее жесткую, крепкую конструкцию. Он устанавливается под накладку. Давит сразу по краям и центру, предотвращая деформацию частей. Стабилен, не требуя частой подстройки. Благодаря увеличению масс, ноты ясные и четкие. Недостаток заключается в том, что нужен большой крутящий момент.

Двухболтовый

Аналогичный одинарному, но с одним лишь различием — болты расположены на обоих конца анкера. Плюс такого устройства в тонкой настройке.

Какой прогиб у грифа должен быть?

Нельзя точно сказать, какой прогиб наиболее оптимальный. Все зависит от используемых струн, от инструмента и от жанра композиций, которые исполняет музыкант. Также влияют вкусы и предпочтения гитариста. Настроить нужно так, чтобы игра была комфортной, а струны не цеплялись за лады.

Перед регулировкой анкера на гитаре определите, в каком состоянии находится гриф. Для начала зажмите струну одновременно на первом ладу и на стыке корпуса инструмента и грифа. Самой большой прогиб на седьмом ладу. Здесь нужно замерить расстояние. При обратном прогибе между струной и ладами нет никакого зазора, а сама струна лежит на ладовом порожке. При сильном прогибе расстояние слишком большое. В этих случаях следует подстроить анкерный стержень.

Также существует еще один способ определить прогиб. Для этого нужна полуметровая металлическая линейка. Поместите ее посередине вдоль инструмента.

На заметку! Располагать в этом случае гитару нужно так, как обычно вы держите ее при игре. В таком положении гриф находится в естественном положении, иначе из-за силы тяжести ваши измерения будут не точны.

Поместите один конец линейки на середину первого лада, а второй — на последний. Измерьте расстояние между седьмым ладом и линейкой. Оптимальное расстояние — от 0,15 до 0,2 мм. В другом случае прогиб будет вызывать дискомфорт при игре.

Порядок регулировки анкером грифа гитары

После того как определили, что не так с вашим инструментом, нужно выровнять его положение. В какую сторону следует крутить анкер на гитаре — зависит от прогиба инструмента. Если он слишком мал, то гриф нужно опустить — анкер поворачивается против часовой стрелки.

Внимание! При замене струн на другой калибр регулировка необходима. Для правильной регулировки перенастраивать строй не нужно, струны должны быть затянуты в обычном положении.

Для регулировки анкерного прута понадобятся специальные инструменты: шестигранник или бочкообразный ключ. Перед настройкой ослабьте струны посильней. Фиксация изменит натяжение, и они могут лопнуть.

1. Натяжение. При ослабленном грифе, чтобы зажимать струны, нужно прикладывать много физических усилий. При помощи шестигранного ключа медленно и аккуратно начинайте подымать болт стержня по часовой стрелке. Один поворот не должен превышать 90 градусов. Каждый раз старайтесь проверять зазор на седьмом ладу.
2. Ослабление. Зазор очень маленький или совсем отсутствует. Тогда звучание инструмента будет дребезжащим. Для исправления выпуклого прогиба поворачивайте болт против часовой стрелки. Действия также должны быть медленны и постепенны. Измерьте расстояние на седьмом ладу.

Старайтесь не злоупотребить с закручиванием анкера, так как это может нанести непоправимый ущерб инструменту.

Полезные советы

Чтобы не повредить инструмент и его элементы, необходимо точно и без лишних движений осуществлять регулировку анкера. Регулировка — дело несложное. Главное — следовать рекомендациям и советам опытных музыкантов:

1. Выставлять анкер следует только при помощи качественных ключей.
2. Шестигранный или бочкообразный ключ всегда вставляйте до самого конца. Он должен идеально подходить, иначе сорвет шлиц болта.
3. Не пытайтесь поднять уровень струн. Анкером регулируется состояние грифа, а высота определяется при помощи порожков.
4. Если вы будете прикладывать большие усилия, то сорвете резьбу на металлическом пруте. В этом случае исправить ничего нельзя. Вам придется или поменять стержень, или отнести в специальную мастерскую для ремонта.
5. Регулируйте анкерный прут при необходимости, вращайте ключ очень медленно, плавно.
6. Если вы начинающий гитарист, то регулировку следует доверить профессиональному музыканту, знающему все нюансы.

Иногда результата сразу не видно. Не спешите перекручивать снова болт. Из-за особенностей древесных пород для окончательно изгиба могут потребоваться сутки. Оставьте гитару в покое на 24 часа. Если прогиб не изменился — повторите процедуру, подождите еще сутки.

Регулировка грифа занимает немного времени. Но эта задача требует точности и аккуратности, не терпит спешки и суеты. При верной настройке вы получите идеальный звук и комфортную игру. Проверять прогиб необходимо раз в несколько месяцев. Гитара — деревянный инструмент, а дерево тонко реагирует на изменение климатических условий.

Стержень (строительная механика)

Стержень — тело удлиненной формы, два размера которого (высота и ширина) малы по сравнению с третьим размером (длиной) [1] [2] В таком же значении иногда используют термин «брус», а термином «стержень» называют тела удлиненной формы, которое сопротивляются только усилиям сжатия и растяжения (в противоположность балке, которая работает преимущественно на изгиб).

Стержень условно представляется в виде совокупности параллельных или почти параллельных продольных волокон. Сечение стержня, нормальное волокнам, называется поперечным сечением. [3] Геометрическое место точек, проходящих через центры тяжести поперечных сечений, называется осью стержня.

Содержание

Типы стержней

Основное назначение стержней — воспринимать осевые (растягивающие и сжимающие силы), а также изгибающие моменты. Частным случаем стержней являются гибкие нити, которые работают только на растяжение, не оказывая сопротивлению сжатию и изгибу. Стержень, работающий главным образом на изгиб, называется балкой или брусом. Вертикальный стержень, работающий главным образом на осевые силы, называется стойкой или колонной, а наклонный стержень — раскосом. Горизонтальный стержень, работающий на сжатие, называется распоркой, а на растяжение — затяжкой.

По форме оси различают прямые, кривые и ломаные стержни. Прямой стержень может иметь постоянное и переменное сечение, том числе сечение, которое ступенчато изменяется по длине стержня. Кривой стержень является расчётной схемой арок, кольцевых фундаментов, кольцевых рёбер жесткости оболочек и других линейных конструкций. Примером ломаного стержня является опорная балка балкона или эркера здания.

По относительным размерам в поперечном сечении различают массивные и тонкостенные стержни. Массивные стержни по форме поперечного сечения подразделяются на прямоугольные, круглые, тавровые, двутавровые, крестообразные и т. п. Тонкостенные стержни подразделяются на стержни с открытым и замкнутым поперечным сечением. Деление стержней на массивные и тонкостенные весьма условно. Главным отличительным признаком тонкостенных стержней является необходимость учета при их расчете на кручение [депланация|депланации]] поперечного сечения.

Стержни образуют многочисленные несущие системы зданий и сооружений. Из стержней состоят балочные и арочные системы, рамы, фермы, решетчатые башни и вышки, сетчатые оболочки, а также разнообразные каркасные системы эданий, (стоечно-балочные, связевые, рамно-связевые, рамные).

Классификация стержневых систем

• По виду соединения стержней – с шарнирным соединением (фермы, решетчатые башни, купола, оболочки, структуры и др.); с жестким соединением (рамы).

• По схеме нагружения – плоские, воспринимающие внешние нагрузки, действующие только в плоскости стержневой системы; пространственные, воспринимающие внешние нагрузки произвольного направления.

• По степени статической определимости – статически определимые, статически неопределимые.

• По назначению – опорные, пролетные, совмещенные.

Принципы расчета стержневых систем

Расчет стержневых систем является основной задачей строительной механики. При расчете различают статически определимые и статически неопределимые стержневые системы.

ПроСопромат.ру

Технический портал, посвященный Сопромату и истории его создания

Устойчивость сжатых стержней

Продольный изгиб

При расчетах на прочность подразумевалось, что равновесие конструкции под действием внешних сил является устойчивым. Однако выход конструкции из строя может произойти из-за того, что равновесие конструкций в силу тех или иных причин окажется неустойчивым. Во многих случаях, кроме проверки прочности, необходимо производить еще проверку устойчивости элементов конструкций.

Состояние равновесия считается устойчивым, если при любом возможном отклонении системы от положения равновесия возникают силы, стремящиеся вернуть её в первоначальное положение.

Рассмотрим известные виды равновесия.

Неустойчивое равновесное состояние будет в том случае, когда хотя бы при одном из возможных отклонений системы от положения равновесия возникнут силы, стремящиеся удалить её от начального положения.

Состояние равновесия будет безразличным, если при разных отклонениях системы от положения равновесия возникают силы, стремящиеся вернуть её в начальное положение, но хотя бы при одном из возможных отклонений система продолжает оставаться в равновесии при отсутствии сил, стремящихся вернуть её в начальное положение или удалить от этого положения.

При потере устойчивости характер работы конструкции меняется, так как этот вид деформации переходит в другой, более опасный, способный привести её к разрушению при нагрузке значительно меньшей, чем это следовало из расчета на прочность. Очень существенно, что потеря устойчивости сопровождается нарастанием больших деформаций, поэтому явление это носит характер катастрофичности.

При переходе от устойчивого равновесного состояния к неустойчивому конструкция проходит через состояние безразличного равновесия. Если находящейся в этом состоянии конструкции сообщить некоторое небольшое отклонение от начального положения, то по прекращении действия причины, вызвавшей это отклонение, конструкция в исходное положение уже не вернется, но будет способна сохранить приданное ей, благодаря отклонению, новое положение.

Состояние безразличного равновесия, представляющее как бы границу между двумя основными состояниями – устойчивым и неустойчивым, называется критическим состоянием. Нагрузка, при которой конструкция сохраняет состояние безразличного равновесия, называется критической нагрузкой.

Эксперименты показывают, что обычно достаточно немного увеличить нагрузку по сравнению с её критическим значением, чтобы конструкция из-за больших деформаций потеряла свою несущую способность, вышла из строя. В строительной технике потеря устойчивости даже одним элементом конструкции вызывает перераспределение усилий во всей конструкции и нередко влечет к аварии.

Изгиб стержня,связанный с потерей устойчивости, называется продольным изгибом.

Критическая сила. Критическое напряжение

Наименьшая величина сжимающей силы, при которой первоначальная форма равновесия стержня – прямолинейная становится неустойчивой – искривленной, называется критической.

При исследовании устойчивости форм равновесия упругих систем первые шаги были сделаны Эйлером.

В упругой стадии деформирования стержня при напряжениях, не превышающих предел пропорциональности, критическая сила вычисляется по формуле Эйлера:

где I_min – минимальный момент инерции сечения стержня (обусловлено тем, что изгиб стержня происходит в плоскости с наименьшей жесткостью), однако исключения могут быть только в случаях, когда условия закрепления концов стержня различны в разных плоскостях, ℓ – геометрическая длина стержня, μ – коэффициент приведенной длины или коэффициент приведения (зависит от способов закрепления концов стержня), Значения μ приведены под соответствующей схемой закрепления стержней

Критическое напряжение вычисляется следующим образом

, где гибкость стержня ,

а радиус инерции сечения.

Введем понятие предельной гибкости.

Величина λ_пред зависит только от вида материала:

Если у стали 3 Е=2∙10 11 Па, а σ_пц=200МПа, то предельная гибкость

Для дерева (сосна, ель) предельная гибкость λпред=70, для чугуна λпред=80

Таким образом, для стержней большой гибкости λ≥λ_пред критическая сила определяется по формуле Эйлера.

В упругопластической стадии деформирования стержня, когда значение гибкости находится в диапазоне λ≤λ≤λ_пр, (стержни средней гибкости) расчет проводится по эмпирическим формулам, например, можно использовать формулу Ясинского Ф.С. Значения введенных в нее параметров определены эмпирически для каждого материала.

где a и b – постоянные, определяемые экспериментальным путем (эмпирические коэффициенты).Так, для стали3 а=310МПа, b=1,14МПа.

При значениях гибкости стержня 0≤λ≤λ (стержни малой гибкости) потеря устойчивости не наблюдается.

Таким образом, пределы применимости формулы Эйлера — применяется только в зоне упругих деформаций.

Условие устойчивости. Типы задач при расчете на устойчивость. Коэффициент продольного изгиба

Условием устойчивости сжатого стержня является неравенство:

Здесь допускаемое напряжение по устойчивости [σуст] — не постоянная величина, как это было в условиях прочности, а зависящая от следующих факторов:

1) от длины стержня, от размеров и даже от формы поперечных сечений,

2) от способа закрепления концов стержня,

3) от материала стержня.

Как и всякая допускаемая величина, [σуст] определяется отношением опасного для сжатого стержня напряжения к коэффициенту запаса. Для сжатого стержня опасным является так называемое критическое напряжение σкр, при котором стержень теряет устойчивость первоначальной формы равновесия.

Поэтому

Величину коэффициента запаса в задачах устойчивости принимают несколько большей, чем значение коэффициента запаса прочности, то есть если k=1÷2, то kуст=2÷5.

Допускаемое напряжение по устойчивости можно связать с допускаемым напряжением по прочности:

В этом случае ,

где σт – опасное с точки зрения прочности напряжение (для пластичных материалов это предел текучести, а для хрупких – предел прочности на сжатие σвс).

Коэффициент φ Запись опубликована 24.09.2014 автором admin в рубрике Устойчивость.

Что такое стержень на стойках

Формула Эйлера была получена путем интегрирования приближенного дифференциального уравнения изогнутой оси стержня при определенном закреплении его концов (шарнирно-опертых). Значит, найденное выражение критической силы справедливо лишь для стержня с шарнирно-опертыми концами и изменится при изменении условий закрепления концов стержня.

Закрепление сжатого стержня с шарнирно-опертыми концами мы будем называть основным случаем закрепления. Другие виды закрепления будем приводить к основному случаю.

Если повторить весь ход вывода для стержня, жестко защемленного одним концом и нагруженного осевой сжимающей силой на другом конце (рис.8.3), то мы получим другое выражение для критической силы, а следовательно, и для критических напряжений.

Если мы обратимся к случаю стойки, у которой оба конца защемлены и не могут поворачиваться (рис. 8.4), то заметим, что при выпучивании, по симметрии, средняя часть стержня, длиной l/2, будет работать в тех же условиях, что и стержень при шарнирно-опертых концах (так как в точках перегиба изгибающие моменты равны нулю, то эти точки можно рассматривать как шарниры). Поэтому критическая сила для стержня с защемленными концами, длиной l, равна критической силе для стержня основного случая длиной l/2:

Полученные выражения можно объединить с формулой для критической силы основного случая и записать:

где m – коэффициент приведения длины стержня, зависит от способа закрепления концов стержня приведенная длина стержня.

Так как потеря устойчивости стержня всегда происходит в плоскости перпендикулярной оси min, то в формулу (8.11) подставляется минимальный момент инерции сечения I_min.

На практике почти никогда не встречаются в чистом виде те закрепления концов стержня, которые мы имеем на наших расчетных схемах.

Вместо шаровых опор обычно применяются цилиндрические шарниры. Подобные стержни следует считать шарнирно-опертыми при выпучивании их в плоскости, перпендикулярной к оси шарниров; при искривлении же в плоскости этих осей концы стержней следует считать защемленными (с учетом оговорок, приведенных ниже для защемленных концов).

В конструкциях очень часто встречаются сжатые стержни, концы которых приклепаны или приварены к другим элементам, часто с добавлением в месте прикрепления фасонных листов. Такое закрепление трудно считать защемлением, так как части конструкции, к которым прикреплены эти стержни, не являются абсолютно жесткими.

Между тем, достаточно возможности уже небольшого поворота опорного сечения в защемлении, чтобы оно оказалось в условиях, очень близких к шарнирному опиранию. Поэтому на практике недопустимо рассчитывать такие стержни, как стойки с абсолютно защемленными концами. Лишь в тех случаях, когда имеет место очень надежное защемление концов, допускается небольшое (процентов на 10—20) уменьшение свободной длины стержня.

На практике встречаются стержни, опирающиеся на соседние элементы по всей плоскости опорных поперечных сечений. Сюда относятся деревянные стойки, отдельно стоящие металлические колонны, притянутые болтами к фундаменту, и т. д. При тщательном конструировании опорного башмака и соединения его с фундаментом можно считать эти стержни имеющими защемленный конец.