
- •Введение
- •1.2 Основные понятия и исходные положения
- •1.4 Понятия о перемещениях и деформациях
- •2.1 Статические моменты сечений
- •2.2 Моменты инерции сечений
- •2.2.2 Изменение моментов инерции сечения при повороте осей
- •2.3 Главные оси инерции и главные моменты инерции
- •2.4 Моменты инерции простых сечений
- •2.4.1 Прямоугольник
- •2.4.2 Треугольник
- •2.4.3 Круг
- •2.4.4 Кольцо
- •Вопросы для самопроверки
- •Вопросы для самопроверки
- •Напряженным состоянием тела в точке называют совокупность нормальных и касательных напряжений, действующих по всем площадкам (сечениям), содержащим данную точку.
- •4.2.1 Линейное напряженное состояние
- •4.2.2 Плоское напряженное состояние
- •Рассмотрим частные случаи плоского напряженного состояния:
- •4.2.3 Объемное напряженное состояние
- •4.4 Теории прочности
- •Б) вторая теория прочности (теория наибольших деформаций).
- •В) третья теория прочности (теория наибольших касательных напряжений).
- •Вопросы для самопроверки
- •1. Построение эпюр крутящих моментов.
- •2. Напряжения в поперечном сечении.
- •3. Условия прочности и жесткости при кручении.
- •5.2 Напряжения в поперечном сечении
- •5.3 Условия прочности и жесткости при кручении вала
- •5.4 Потенциальная энергия деформации при кручении
- •Вопросы для самопроверки
- •Решение
- •6.2 Напряжение при чистом изгибе
- •6.3 Напряжения при поперечном изгибе
- •6.4 Перемещения при плоском изгибе
- •Вопросы для самопроверки
- •Перемещения в балках при чистом изгибе
- •Вопросы для самопроверки
- •8.1 Косой изгиб
- •8.2 Внецентренное растяжение (сжатие)
- •8.3 Кручение с изгибом
- •Вопросы для самопроверки
- •Определение критической силы
- •1. Динамическое действие нагрузок.
- •Вопросы для самопроверки
4.2.1 Линейное напряженное состояние
Линейным или одноосным называется напряженное состояние, при котором два из трех главных напряжений равны нулю (рис.4.6).
Примером линейного напряженного состояния может служить осевое растяжение-сжатие.
Рассмотрим
задачу определения напряжений в площадке
общего положения. Угол наклона этой
площадки α
будем отмерять
от направления 1
до нормали к площадке
.
Примем, что положительный угол α
откладывается против хода часовой
стрелки, а отрицательный по ходу часовой
стрелки. Направим ось х
вдоль нормали
,
ось у –
перпендикулярно ей. Расчетная схема
для определения напряжений s
x
и t
ху
представлена
на рис. 4.7.
Получим:
Рис. 4.6 Рис. 4.7
,
где
- площадь наклонной площадки;
-
площадь поперечного сечения,
перпендикулярного к 1;
-
полное напряжение, действующее по
наклонной площадке.
Учитывая,
что
,
получим:
.
Раскладывая pa на направление осей х и у, получим
,
Рассмотрим
площадку b,
перпендикулярную площадке a,
угол
.
Направим ось y по нормали к этой площадке. Нормальные напряжения, действующие по этой площадке равны
.
Складывая sх и sу, получим sx + sy = s1 = const, т.е. сумма нормальных напряжений по двум взаимно перпендикулярным площадкам величина постоянная и равна главному напряжению.
Касательные напряжения, действующие по наклонной площадке b
,
т.е. справедлив закон парности касательных напряжений.
Нормальные
напряжения sx
по наклонной площадке a
достигают
максимального значения
при a
= 0, т.е. в
поперечном сечении.
Касательные
напряжения τxy
по наклонной площадке a
достигают
максимального значения
при a
= ±
450.
4.2.2 Плоское напряженное состояние
Плоским или двухосным называется напряженное состояние, при котором одно из трех главных напряжений равно нулю (рис.4.8).
Рассмотрим задачу
определения напряжений в площадке
общего положения (прямая
задача).
.Определим напряжения sx и txy, действующие по любой наклонной площадке a по известным главным напряжениям 1 и 2 , т.е. решим так называемую прямую задачу теории напряженного состояния.
Для решения этой задачи воспользуемся принципом независимости действия сил. Представим плоское напряженное состояние в виде суммы двух независимых линейных напряженных состояний: первое – при действии только напряжений s1, второе – при действии только напряжений s2 (рис.4.9).
От каждого из напряжений s1, s2 напряжения sx1, sx2 и txy1,txy2 в произвольной площадке равны
;
;
;
.
Таким образом, суммируя напряжения, возникшие при каждом линейном напряженном состоянии, получим
(4.1)
.
Если рассмотреть площадку с углом наклона , перпендикулярную к площадке a, то можно доказать как и для линейного напряженного состояния, что
(4.2)
Суммируя нормальные напряжения, действующие по взаимно перпендикулярным произвольным площадкам, получим
.
Сравнивая величины касательных напряжений, получим
.
Наибольшие касательные напряжения действуют по площадкам, наклоненным к главным под углом a = 45о
.