- •И. А. Паначев г. В. Широколобов
- •Сопротивление материалов учебное пособие
- •Оглавление
- •Глава. 13. Статически неопределимый рамный брус
- •Глава. 15. Расчёты на прочность при циклических
- •Основные формулы сопротивления материалов…………...181
- •Принятые обозначения
- •Предисловие
- •Глава 1 общие положения и контрольные задания
- •1.1. Цель и задачи курса сопротивления материалов
- •1.2. Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины
- •1.2.1. Высшая математика
- •1.2.2. Теоретическая механика
- •1.3. Порядок выполнения контрольных работ
- •1.4. Задачи для контрольных работ Задача №1
- •Задача №2
- •Задача №3
- •Задача №4
- •Задача №5
- •Задача № 6
- •Задача №7
- •Задача №8
- •Задача №8
- •Задача №9
- •Задача № 10
- •Задача №11
- •Задача №12
- •Продолжение рис. 1. 12
- •Задача №13
- •Задача № 14
- •Глава 2 растяжение и сжатие
- •2.1. Внутренние усилия
- •2.2. Продольные и поперечные деформации. Закон Гука. Коэффициент Пуассона
- •2.3. Формула нормальных напряжений при растяжении – сжатии
- •2.4. Пример
- •Решение
- •Глава 3 статически неопределимые системы при
- •3.1. Расчет статически неопределимых систем
- •3.2. Расчет по разрушающим нагрузкам (предельному состоянию)
- •3.3. Пример
- •3.4. Расчет по предельному состоянию
- •Глава 4 теория напряженного состояния
- •4.1. Понятие о главных напряжениях. Виды
- •Напряжённого состояния в точке тела.
- •4.2. Плоское напряжённое состояние
- •4.3. Пример
- •Глава 5 кручение стержней круглого поперечного сечения
- •5.1. Крутящие моменты
- •5.2. Напряжения и деформации
- •5.3. Пример
- •Глава 6 геометрические характеристики плоских сечений
- •6.1. Площадь плоских сечений (фигур)
- •6.2. Статические моменты площади сечения. Центр тяжести сечения
- •6.3. Моменты инерции сечений
- •6.4. Положение главных центральных осей инерции и величина главных моментов инерции
- •6.5. Последовательность (алгоритм) определения положения главных центральных осей инерции и величин главных центральных моментов инерции
- •6.6. Пример
- •Глава 7 изгиб прямых брусьев
- •7.1. Общие понятия о деформации изгиба
- •7.2. Определение внутренних усилий при плоском изгибе
- •7.3. Правило знаков для изгибающих моментов и поперечных сил
- •7.4. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов
- •7.5. Подбор сечения
- •7.6. Пример
- •7.7. Правила контроля эпюр q и м
- •Глава 8 построение эпюр для статически определимой плоской рамы
- •8.1. Правила знаков
- •8. 2. Пример
- •Глава 9 определение перемещений при изгибе
- •9.1. Аналитический способ определения перемещений
- •9.2. Правила Клебша
- •9.3. Пример
- •9.3.1. Определение опорных реакций:
- •Глава 10 внецентренное сжатие (растяжение) прямого бруса
- •10.1. Пример
- •Глава 11 совместное действие кручения и изгиба
- •11.1. Определение эквивалентных напряжений при одновременном действии изгиба и кручения для бруса круглого поперечного сечения
- •11.2. Пример 1
- •Решение
- •11.3. Пример 2
- •Глава 12 устойчивость сжатых стержней
- •12.1. Формула Эйлера для определения критической нагрузки
- •12.2. Определение критической силы за пределами пропорциональности. Формула Ясинского
- •12.3. Расчёт на устойчивость по коэффициенту понижения φ допускаемого напряжения на сжатие [σ]с
- •12.4. Пример
- •Глава 13 статически неопределимый рамный брус (основы метода сил)
- •13.1. Порядок расчета методом сил
- •13.1.6. Проводим проверку окончательную проверку эпюры изгибающих моментов м:
- •13.2. Использование симметрии
- •13.3. Пример
- •Решение
- •Правило знаков
- •13.3.6. Статическая проверка. Вырезаем узел е (рис. 13.15) и проверяем выполнение условий (13.6) см. Пункт 13.1.6, а.
- •Глава 14 динамическое действие нагрузок
- •14.1. Колебание систем с одной степенью свободы
- •14.2. Свободные колебания системы с одной степенью свободы
- •14.3. Вынужденные колебания системы
- •14.4. Пример
- •Глава 15 расчёты на прочность при циклических нагрузках (усталость)
- •15.1. Пример
- •Общий коэффициент запаса
- •Приложения
- •1. Геометрические характеристики сечений
- •2. Коэффициент приведения длины
- •3. Рекомендуемые диаметры валов (по гост 6636-69
- •4. Коэффициент уменьшения основного допускаемого
- •5. Формула Ясинского
- •6. Способ Верещагина
- •7. Значения коэффициента ψ
- •8. Основные механические характеристики сталей для
- •Продолжение таблицы
- •9. Напрессовка
- •Усилие Поправочный передаётся коэффициент
- •1 0. Шпоночный паз
- •1 1. Проточка
- •Эффективный коэффициент концентрации
- •Поправочный коэффициент
- •12. Галтель
- •Эффективный коэффициент концентрации
- •Поправочный коэффициент
- •13. Отверстие
- •Эффективный коэффициент концентрации
- •14. Основные единицы механических величин
- •1 5. Сталь прокатная угловая равнобокая. Сортамент гост 850989
- •Основные формулы сопротивления материалов Растяжение и сжатие
- •Сложное напряженное состояние
- •Объемное напряженное состояние
- •Теории прочности
- •Сдвиг и кручение
- •Геометрические характеристики плоских сечений
- •Изгиб прямых брусьев
- •Сложное сопротивление
- •Косой изгиб
- •Внецентренное сжатие
- •Кручение с изгибом
- •Устойчивость сжатых стержней (продольный изгиб)
- •Расчет статически неопределимых систем
- •Динамическое действие нагрузок
- •Колебания
- •Расчеты на прочность при циклических нагрузках (усталость)
- •Список литературы
Глава. 13. Статически неопределимый рамный брус
(основы метода сил)………………...………...……..132
13.1. Порядок расчета методом сил…………….……...……132
13.2. Использование симметрии………………….……...….135
13.3. Пример………………………………………………….137
Глава. 14. Динамическое действие нагрузок……….……..…145
14.1. Колебания систем с одной степенью свободы……….146
14.2. Свободные колебания системы с одной
степенью свободы…………………………………...…146
14.3. Вынужденные колебания системы……………....……148
14.4. Пример………………………………………………….150
Глава. 15. Расчёты на прочность при циклических
нагрузках (усталость)…………..……………...……153
15.1. Пример………………………………………………….155
Приложения…………………………………………………...….160
Основные формулы сопротивления материалов…………...181
Список литературы………………………………………..……190
Принятые обозначения
m |
— внешний изгибающий момент, Нм, кНм |
Е |
— модуль продольной упругости (для стали Е = 2105 МПа) |
N |
— продольная сила, Н, кН в разделе "Совместное действие кручения и изгиба" (гл. 11) N — мощность, вт, квт |
Р |
— сосредоточенная сила, Н, кН |
F |
— площадь поперечного сечения, м2 |
|
— нормальное напряжение (сигма ), Па = Н/м2, кПа, МПа |
G |
— модуль упругости второго рода или модуль сдвига (для стали G = 8104 МПа) |
|
— деформация характерного сечения (дельта ), м |
[] |
— допускаемое нормальное напряжение |
q |
— интенсивность распределенной нагрузки, сила на единицу длины или поверхности, Н/м или Н/м2 |
Т |
— предел текучести |
пц |
— предел пропорциональности |
[]+ |
—допускаемые нормальные напряжения при растяжении |
[]- |
—допускаемые нормальные напряжения при сжатии |
|
— коэффициент Пуассона (мю ), в теме "Устойчивость" (гл. 12) — коэффициент приведения длины |
|
— относительное продольное удлинение (эпсилон ), в разделе "Усталость" (гл. 15) — масштабный фактор |
|
— касательное напряжение (тау ), Па = Н/м2, кПа, МПа |
[] |
— допускаемое касательное напряжение
|
Q |
— поперечная сила, Н, кН |
М |
— изгибающий момент, Нм, кНм |
Ми |
— суммарный изгибающий момент |
Мкр |
— крутящий момент, Нм, кНм |
Т, t |
— усилия в ременных передачах |
Ррад |
— радиальное усилие |
Рокр |
— окружное усилие |
Н |
— центробежная сила инерции, Н, кН |
ℓ |
— абсолютное продольное удлинение или укорочение, м |
|
— коэффициент линейного расширения |
n |
— коэффициент запаса прочности, в разделе "Динамическое действие нагрузок" (гл. 14) n — число оборотов двигателя, об/мин |
|
— угол закручивания поперечного сечения вала при кручении (фи ), рад в теме "Устойчивость" (гл. 12) — это коэффициент снижения основного допускаемого напряжения |
t |
— изменение температуры |
1, 2,3 |
— главные напряжения, при этом
|
max, min |
— максимальные, минимальные нормальные напряжения |
max, min |
— максимальные, минимальные касательные напряжения |
0 |
— угол наклона главных площадок |
1, 2, 3 |
— главные относительные деформации |
v |
— относительное изменение объема |
U |
— потенциальная энергия деформации |
Мк |
— внешний скручивающий момент |
|
— относительный угол закручивания (тета ), в разделе "Изгиб прямых брусьев" (гл. 7) — угол поворота сечения, рад |
xc, yc |
— координаты центра тяжести |
x1, y1 |
— координаты центров тяжести отдельных фигур сечения |
Ix, Iy |
— осевые моменты инерции сечения относительно осей x, y, м4 |
Ixy |
— центробежный момент инерции сечения относительно осей x, y, м4 |
Imax, Imin |
— главные моменты инерции, м4 |
ix, iy |
— радиусы инерции сечения, м |
Sx, Sy |
— статические моменты площади сечения относительно осей x и y, м3 |
Wx, Wy |
— осевые моменты сопротивления сечения (используются при расчете на прочность при изгибе), м3 |
W |
— полярный момент сопротивления сечения (используется при расчете на кручение), м3 |
|
— расстояние от точки, где определяется касательное напряжение, до центра круглого поперечного сечения (ро ) |
V |
— прогиб сечения |
[V] |
— допускаемый прогиб |
С, Д |
— постоянные интегрирования |
Мэкв |
— эквивалентные моменты по разным теориям прочности |
экв |
— эквивалентные напряжения по разным теориям прочности |
D, d |
— диаметр, м |
nу |
— коэффициент запаса устойчивости |
Ркр, кр |
— критические сила и напряжение в расчетах на устойчивость |
|
— гибкость стержня (ламда ) |
пред |
— предельная гибкость |
imin |
— наименьший радиус инерции сечения |
a, b |
— числовые коэффициенты формулы Ясинского |
[]у |
— допускаемое напряжение на устойчивость |
11 |
— единичный коэффициент канонического уравнения |
1р |
— грузовой член канонического уравнения |
dPi |
— элементарная сила инерции |
|
— удельный вес материала (гамма ), Н/м3 |
g |
— ускорение свободного падения (же g) |
|
— коэффициент нарастания колебаний (бэта ), в разделе "Устойчивость сжатых стержней" (гл. 12) — коэффициент, учитывающий качество обработки поверхности детали |
I |
—полярный момент инерции, м4 |
|
— частота собственных колебаний (омега ) |
КД |
— динамический коэффициент |
Д, Д |
— нормальные и касательные динамические напряжения |
dm |
— масса элементарной частицы упругой системы |
dPi |
— элементарная сила инерции |
Рi |
—интенсивность сил инерции |
Т |
— предел текучести |
В |
— предел прочности |
-1, -1 |
— пределы выносливости при симметричном цикле от изгиба и кручения |
К , К |
— эффективные коэффициенты концентрации |
, |
— (пси ), характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла |
m |
— среднее постоянное напряжение цикла |
а |
— амплитуда цикла |
R |
— коэффициент асимметрии цикла |
