Стержень (в теории колебании)
Сте'ржень в теории колебании, упругое твёрдое тело, длина которого значительно превышает его поперечные размеры. При возбуждении С., например ударом, в нём возникают т. н. свободные колебания. Колебательные смещения частиц С. могут быть направлены как вдоль его оси — продольные колебания, так и перпендикулярно оси — крутильные и изгибные колебания. При крутильных колебаниях любое сечение С. закручивается по отношению к близлежащему, при изгибных — точки оси С. смещаются в поперечном направлении, а волокна, параллельные оси и расположенные по разные стороны от неё, испытывают деформации растяжения и сжатия. Любое колебание С. можно представить как сумму простейших синусоидальных его собственных колебаний того или иного вида, частоты которых f зависят от длины С. /, плотности материала р, формы и площади S его сечения, от упругого сопротивления его по отношению к данному типу деформаций, а также от условий закрепления его концов. Например, для продольных колебаний свободного С. , где Е — модуль Юнга, n — целое число, соответствующее номеру гармонической составляющей. Для крутильных колебаний круглого свободного стержня , где G — модуль сдвига. В случае изгибных колебаний собственные частоты не образуют гармонического ряда, т.к. скорость распространения изгибных волн зависит от частоты; для закрепленного на концах стержня , где I - момент инерции сечения относительно нейтральной оси С., а коэффициент ап принимают соответственно значения a 1 = 4,73; a2 = 7,85.... Форма свободных колебаний С. зависит от того, какие из его собственных колебаний войдут в спектр, что в свою очередь определяется способом возбуждения.
Вынужденные колебания С. под действием синусоидальной вынуждающей силы совершаются с частотой силы f , при совпадении которой с одной из собственных частот С. наблюдается явление резонанса .
Практическое значение колебаний С. разнообразно. Всякую балку в строительной конструкции можно рассматривать как С., от собственных частот которого зависит прочность сооружения. Опасные колебания по длине, возникающие в кораблях из-за неуравновешенности двигателей, рассчитываются как колебания стержней. С. применяются в некоторых музыкальных инструментах, например ксилофонах и др.; изогнутым С. с двумя свободными концами является камертон.
Лит.: Морз Ф., Колебания и звук, пер. с англ., М. — Л., 1949; Стрэтт Д ж. В. (Рэлей), Теория звука, пер. с англ., т. 1, 2 изд., М., 1955.
Стержневая лампа
Стержнева'я ла'мпа, сверхминиатюрная приёмно-усилительная лампа с катодом прямого подогрева, в которой электроды, управляющие электронным потоком (сетки), выполнены в виде стержней (обычно круглого или прямоугольного сечения). Конструкция С. л. разработана в 50-х гг. 20 в. В. Н. Авдеевым . Стержневые электроды (рис.) формируют электростатические линзы, фокусирующие электронный поток и улучшающие токораспределение в лампе, что позволяет работать при сравнительно небольших напряжениях на аноде и экранирующей сетке (6—60 в; у наиболее мощных С. л. до 120 в), получая такие же параметры и характеристики, как у электронных ламп с навитыми сетками и прямым подогревом, но при более экономичном потреблении энергии. С. л. предназначены для использования в малошумящих усилителях высокой (до 200 Мгц ) и промежуточной частот, в смесителях, гетеродинах и выходных усилителях мощности радиостанций с электропитанием от батарей и аккумуляторов. С развитием полупроводниковой электроники С. л. во многих областях применения вытеснены транзисторами ,
Н. В. Пароль.
Схема расположения электродов в стрежневой лампе — пентоде: А — анод; К — катод; С1 — управляющая; С2 — экранирующая и С3 — защитная (антидинатронная) сетки. Пунктиром показаны траектории электронов.
Стержневая система
Стержнева'я систе'ма в строительной механике, несущая конструкция, состоящая из прямолинейных или криволинейных стержней, соединённых между собой в узлах. В инженерных сооружениях применяются, как правило, геометрически неизменяемые С. с. Характерные примеры С. с. — рама и ферма . По геометрической схеме С. с. разделяют на плоские и пространственные (см. Плоская система , Пространственная система ). По типу соединений стержней различают С. с. с жёсткими и шарнирными узлами, а также смешанного типа. Жёсткие узлы препятствуют взаимному повороту концевых сечений стержней, шарнирные — допускают такой поворот. Для рам характерны жёсткие узлы, для ферм — шарнирные.
При расчёте статически определимых С. с. для определения опорных реакций, внутренних усилий и деформаций достаточно использования уравнений статики. Статически неопределимые системы рассчитываются как точными методами строительной механики (методы сил, перемещений, смешанный), так и приближёнными. Создание эффективных и экономичных С. с. связано с совершенствованием методов их расчёта на устойчивость (особенно систем, состоящих из тонкостенных стержней ), а также методов, позволяющих учитывать работу материала за пределами упругости; последние требуют применения сложного математического аппарата и использования ЭВМ.
Лит.: Расчет сооружений с применением вычислительных машин, М., 1964; Киселев В. А., Строительная механика, 2 изд., М., 1967; Тимошенко С. П., Устойчивость стержней, пластин и оболочек, М., 1971.
Г. Ш. Подольский.
Стержневое оборудование
Стержнево'е обору'дование, устройства для механизированного изготовления литейных стержней путём заполнения стержневого ящика стержневой смесью и её уплотнения. По способу уплотнения смеси в ящике С. о. делится на мундштучное, прессовое, встряхивающее, пескодувное, центробежное и пескомётное. Мундштучное С. о. применяют при изготовлении стержней однородного сечения. Выходящий из мундштука стержень разрезают на куски требуемой длины. Этот способ применяют в серийном и массовом производстве. На прессовом С. о. смесь в ящике уплотняют механизмом с пневмо- или гидроприводом. Этот способ уплотнения применяют для приготовления мелких или средних стержней в открытых и разъёмных ящиках при индивидуальном и серийном производстве. Встряхивающее С. о. уплотняет смесь. при встряхивании ящика на столе вручную или пневмоцилиндром. Поворот ящика после уплотнения смеси и извлечение стержня из ящика осуществляют также вручную или пневмомеханизмом. На встряхивающем С. о. изготовляют средние и крупные стержни в открытых ящиках в серийном и массовом производстве. Пескодувное С. о. (см. Пескодувная машина , Пескострельная машина ) использует кинетическую энергию песчано-воздушной струи для заполнения ящика смесью и уплотнения её. Пескодувное С. о. позволяет получать стержни любой формы и резко ускорять формирование стержней. В центробежном С. о. формообразование стержня, уплотнение смеси и последующее её отвердение протекают в нагретом до 220—250 °С ящике под действием центробежных сил, возникающих при его вращении. Центробежное С. о. используют для изготовления простых по конфигурации оболочковых стержней в условиях серийного и массового производства. Пескомётное С. о. (см. Пескомёт ) используют для изготовления средних и крупных стержней в серийном и массовом производстве. Наиболее распространено в промышленности пескодувное С. о., позволяющее максимально механизировать и автоматизировать изготовление стержней в серийном и массовом производстве.
Лит.: Аксенов П. Н., Оборудование-литейных цехов, М., 1968.
Г. В. Просяник.
Стержневой ящик
Стержнево'й я'щик, ящик, в котором изготовляются литейные стержни , образующие отверстия и полости в отливке. По конструкции С. я. делятся на неразъёмные (вытряхные) и разъёмные. Выбор типа С. я. зависит от формы и размеров стержня, метода его изготовления (ручная или машинная формовка) и вида производства. С. я. делают из древесины, стали, чугуна, алюминиевых сплавов, пластмассы и иногда из гипса. Наиболее высокой точностью и стойкостью характеризуются металлический С. я. (см. также Стержневое оборудование ).
Лит.: Гиммельман Н. Р., Кочуров А. С., Модельное производство, 3 изд., М. — Свердловск, 1961.
Стержневые смеси
