悬臂
编辑悬臂是一种刚性结构元件,它水平延伸并且仅在一端得到支撑。 通常,它从平坦的垂直表面延伸,例如墙壁,它必须牢固地附着在该表面上。 与其他结构元件一样,悬臂可以形成为梁、板、桁架或平板。
当在其不受支撑的远端承受结构载荷时,悬臂将载荷传递到支撑,并在支撑处施加剪应力和弯矩。
悬臂结构允许在没有额外支撑的情况下悬垂结构。
在桥梁、塔楼和建筑物中
编辑悬臂在建筑中广泛存在,特别是在悬臂桥和阳台中(参见枕梁)。 在悬臂桥中,悬臂通常成对建造,每个悬臂用于支撑中央部分的一端。 苏格兰的福斯桥是悬臂桁架桥的一个例子。 传统木结构建筑中的悬臂称为码头或前湾。
施工中经常使用临时悬臂。部分建造的结构会产生悬臂,但完成的结构不会充当悬臂。当临时支撑或脚手架在建造过程中无法用于支撑结构时,这非常有用 (例如,在繁忙的道路或河流上,或在深谷中)。因此,一些桁架拱桥(参见纳瓦霍桥)是从每一侧作为悬臂建造的,直到跨度相互接触,然后将它们顶起以向它们施加压力 在最终连接之前进行压缩。几乎所有的斜拉桥都是使用悬臂建造的,因为这是它们的主要优势之一。许多箱梁桥是分段建造的,或者是短片建造的。这种类型的结构非常适合平衡悬臂结构,其中 桥梁是从一个单一的支持在两个方向建造的。
这些结构的稳定性在很大程度上依赖于扭矩和旋转平衡。
悬臂的不太明显的例子是没有拉线的独立式(垂直)无线电塔和烟囱,它们通过其底部的悬臂动作抵抗被风吹倒。
飞机
编辑悬臂通常用于固定翼飞机的机翼。 早期的飞机有轻型结构,用电线和支柱支撑。 然而,这些引入了限制性能的空气阻力。 虽然它更重,但悬臂避免了这个问题并允许飞机飞得更快。
在悬臂机翼中,一根或多根称为翼梁的坚固横梁沿着机翼的跨度延伸。 刚性固定到中央机身的一端称为根部,远端称为尖端。 在飞行中,机翼产生升力,翼梁将这种载荷传递到机身。
为了抵抗来自阻力或发动机推力的水平剪切应力,机翼还必须在水平面上形成刚性悬臂。
单梁设计通常会在靠近后缘的位置安装第二个较小的阻力梁,通过额外的内部构件或受压蒙皮支撑到主梁。 机翼还必须抵抗扭转力,这是通过交叉支撑或以其他方式加固主结构来实现的。
与钢丝支撑设计相比,悬臂机翼需要更坚固、更重的翼梁。 然而,随着飞机速度的增加,支撑的阻力急剧增加,同时机翼结构必须加强,通常是通过增加翼梁的强度和蒙皮的厚度。 在大约每小时 200 英里(320 公里/小时)的速度下,支撑的阻力变得过大,机翼足够坚固,可以制成悬臂,而不会增加额外的重量。
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