Spar ( fr. longeron , de la long - to go along) este principalul element de putere al construcției multor structuri inginerești ( avioane , mașini , vagoane, poduri, nave etc.), situate pe lungimea structurii.
Pentru mașini, vagoane și locomotive, două lăți conectate prin elemente transversale sunt o cutie metalică de formă complexă care formează un cadru ( șasiu ) care servește ca suport pentru o caroserie fără cadru, precum și pentru fixarea arcuri, roți și alte părți. Cu alte cuvinte, un spate este o țeavă metalică care are o secțiune transversală dreptunghiulară, cel mai adesea este o parte pereche - pentru spate și față. [unu]
Versiunea clasică a unui astfel de cadru seamănă cu o scară în aspect și design, așa că în viața de zi cu zi poate fi numită uneori cadru de scară . Cadrele de bară sunt formate din două traverse longitudinale și mai multe traverse [2] , numite și „traverse”, precum și suporturi și console pentru montarea caroseriei și a unităților [2] . Forma și designul barelor și traverselor pot fi diferite; deci, există bare transversale tubulare, în formă de K și în formă de X. Spars, de regulă, au o secțiune de canal [3] , și de obicei variabilă în lungime - în zonele cele mai încărcate, înălțimea secțiunii este adesea crescută [2] . Uneori au o secțiune închisă (cutie) cel puțin pe o parte din lungimea lor. Pe mașinile sport, ar putea fi utilizate barele tubulare și secțiunile rotunde, care aveau un raport mai bun între masă și rigiditate. După amplasare, labelele pot fi paralele între ele sau amplasate unul față de celălalt la un anumit unghi. Părțile cadrului sunt conectate prin nituri, șuruburi sau sudură. Camioanele au de obicei cadre nituite, basculante ușoare și super-grele - sudate [2] . Conexiunile cu șuruburi sunt de obicei folosite în producția la scară mică [2] . Camioanele grele moderne și remorcile au uneori și cadre cu șuruburi, ceea ce facilitează foarte mult întreținerea și repararea acestora, în timp ce trebuie luate măsuri speciale pentru a preveni autoslăbirea șuruburilor.
Cadrul spate de tip tradițional oferă mașinii o rigiditate suficient de mare, mai ales în cazul prezenței barelor transversale dezvoltate (în formă de K, în formă de X), iar din punct de vedere tehnic încă nu este depășit, totuși , are un dezavantaj semnificativ - spatele sale trec pe sub podeaua caroseriei, astfel încât trebuie să fie plasat suficient de sus. Atâta timp cât mașinile de masă au rămas relativ ridicate, aceasta nu a fost o problemă, totuși, în a doua jumătate a anilor 1950 s-a răspândit moda corpurilor ghemuite, care, în cazul utilizării unui cadru de tip tradițional, a obligat scaunele să fie făcut foarte jos pentru a asigura o distanță suficientă între pernele scaunului și acoperiș, iar acest lucru a redus confortul. Calea de ieșire a fost trecerea fie la un corp portant, fie la un cadru cu coloană bifurcată sau de tip periferic, în care labele ocolesc cumva habitaclu (fie scoase pe părțile laterale ale acestuia, fie situate în tunelul central al caroseriei), permițând coborârea podelei și o înălțime comună mică a mașinii cu spațiu suficient în cabină. La mașinile care nu au astfel de cerințe, de exemplu, SUV-urile cu caroserie înaltă, cadrul de spate este folosit și astăzi în forma sa originală. Unul dintre cele mai recente exemple de utilizare a unui cadru de spate pe o mașină obișnuită este Wartburg din Germania de Est , care a fost produs până la sfârșitul anilor 1980.
Cadrele spar sunt folosite pe aproape toate camioanele, în trecut erau utilizate pe scară largă pe mașini - în Europa până la sfârșitul anilor patruzeci, iar în America - până la sfârșitul anilor optzeci - mijlocul anilor nouăzeci. Pe SUV-uri, cadrele de spate sunt utilizate pe scară largă până în zilele noastre. Având în vedere o astfel de distribuție, în literatura populară, cuvântul „cadru” este de obicei înțeles ca un cadru de spate.
Un număr de surse [2] includ, de asemenea, cadre periferice (deseori distinse ca un tip separat) și în formă de X la cadrele spate (cele din urmă sunt clasificate de alte surse [4] ca un fel de cadre spinale).
În avioane, lățișoarele, împreună cu stringers , formează un set longitudinal de aripă, fuselaj , penaj , cârme și elerone . Elementele longitudinale ale cadrului rulează, de regulă, pe toată lungimea fuselajului. Împreună cu pielea, ei percep forțele normale atunci când îndoaie fuzelajul. Barele și barele simple sunt de obicei realizate din secțiuni extrudate sau îndoite. Spars se deosebesc de stringers prin rigiditate mai mare. Pentru încărcături grele, se pot folosi lamele compozite, constând din mai multe profile interconectate. Pentru tăierea decupărilor mari în fuzelaj, se folosesc adesea barele cu secțiune cutie - grinzi, care constau din profile extrudate interconectate de pereți și piele.
Aripa spate include unul sau mai multe elemente longitudinale de putere - spate, care percep momentul încovoietor . [5] În plus față de lonburi, o astfel de aripă poate avea pereți longitudinali. Ele diferă de lățișoare prin faptul că panourile de piele cu set de stringere sunt atașate de lănți. Labele transferă sarcina pe cadrele fuselajului aeronavei folosind nodurile de moment.
Principalul factor de forță perceput de spate este momentul încovoietor . În plus, barele sunt implicate în percepția forței tăietoare . Secțiunile rotunde, în formă de cutie și alte secțiuni închise pot percepe cuplul .
Cea mai bună secțiune pentru perceperea unui moment de încovoiere este o secțiune în I. Pe lângă grinda în I, aplicați:
Din punct de vedere structural, spatul poate fi realizat monolit sau prefabricat . Baronul prefabricat are o coardă superioară și inferioară și o bandă . În cazul unei secțiuni de cutie, există doi pereți. Coardele sunt conectate la perete prin nituire, șuruburi, sudare electrică în puncte sau lipire (pentru construcția KM). Curelele lucrează în tensiune-compresie dintr-un moment de încovoiere. Ele alcătuiesc cea mai mare parte a secțiunii transversale a spatelui.