
- •Обозначения и основные символы
- •Содержание
- •Предисловие
- •1.1 Основные положения
- •1.2 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •2. Геометрические характеристики плоских сечений
- •2.1 Основные понятия и формулы
- •2.2 Расчетно-проектировочная работа № 1 «Геометрические характеристики плоских сечений»
- •2.3 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •3 Внутренние силовые факторы
- •3.1 Основные понятия и формулы
- •3.2 Расчётно-проектировочная работа № 2 «Построение эпюр внутренних силовых факторов»
- •Ход решения
- •Ход решения
- •3.4. Вопросы и ответы для самоконтроля
- •4. Простые состояния стержней
- •4. 1 Состояние растяжения - сжатия. Основные понятия
- •Расчётно-проектировочная работа № 3. «Расчёты на прочность и жёсткость при простых состояниях стержней»
- •4.3 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •4.4 Состояние кручения валов круглого сечения. Основные понятия и формулы.
- •4.5 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •4.6 Состояние чистого изгиба. Основные понятия и формулы
- •4.7 Состояние поперечного изгиба. Основные понятия и формулы.
- •2. Строим эпюры внутренних силовых факторов
- •5. Производим подбор сечения
- •2. Строим эпюры поперечной силы и изгибающего момента
- •4.8 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •5 Сложное сопротивление
- •5.1 Основные понятия и формулы
- •5.2 Косой изгиб. Основные понятия и формулы.
- •Расчетно-проектировочная работа № 4 « Расчеты на прочность при сложном сопротивлении»
- •5.4 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •Внецентренное растяжение-сжатие. Основные понятия и формулы.
- •5.6 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •5.7 Совместный изгиб с кручением. Основные понятия и формулы.
- •5.8 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •6 Определение перемещений энергетическими методами.
- •6.1 Основные понятия и формулы
- •6.2 Расчётно-проектировочная работа № 5 «Определение перемещений при изгибе и решение статически неопределимой задачи»
- •6.3 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •7 Устойчивость продольно сжатых стержней
- •7.1 Основные понятия и формулы
- •7.2 Расчётно-проектировочная работа № 6 «Расчёты на устойчивость продольно сжатых стержней»
- •7. 3 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •8. Переменные напряжения
- •8.1 Основные понятия и формулы.
- •8.2 Расчётно-проектировочная работа № 7 «Проверочный расчёт вала по условиям усталостной прочности»
- •8.3 Вопросы и ответы для самоконтроля
- •Литература
- •Приложения
- •Сортамент прокатной стали
Приложения
Приложение 1
Механические характеристики конструкционных материалов
Материал |
Напряжения, МПа |
, % |
||||
|
|
|
|
|
||
Сталь 20 |
140 |
250 |
420 |
170 |
100 |
25 |
Сталь 30 |
160 |
280 |
480 |
200 |
110 |
21 |
Сталь 35 |
180 |
320 |
540 |
220 |
130 |
20 |
Сталь 40 |
190 |
340 |
580 |
230 |
140 |
19 |
Сталь 45 |
200 |
360 |
610 |
250 |
150 |
16 |
Сталь 50 |
210 |
380 |
640 |
270 |
160 |
14 |
Сталь 60 |
- |
410 |
690 |
310 |
180 |
12 |
Сталь 2 |
140 |
210 |
180 |
170-220 |
|
26 |
Сталь 3 |
160 |
220 |
420 |
170-220 |
|
21-23 |
Сталь 4 |
180 |
240 |
470 |
190-250 |
|
19-21 |
Сталь 5 |
- |
270 |
480 |
220-300 |
|
15-17 |
Чугунные серые на сжатие |
120-150 |
150-250 |
200-350 |
150 |
|
1-1,2 |
Дуралюминий Д16Т |
80-150 |
340 |
500 |
140 |
120 |
8 |
Бетон: растяжение сжатие |
0,1-0,7 1,0-9,0 |
|
40 |
|
|
|
Сосна вдоль волокон: растяжение сжатие |
7-10 10-12 |
- |
80-100 40 |
- |
|
- |
Приложение 2
Расчетные характеристики конструкционных материалов
Материал |
Модули упругости, |
Температурный коэффициент, |
Коэффициент Пуассона |
Плотность, |
|
|
|
|
|
|
|
Сталь |
2,0 |
8,0 |
12,5 |
0,3 |
7850 |
Чугун |
1,2 |
4,5 |
10,0 |
0,25 |
7200 |
Медь |
1,0 |
4,0 |
16,5 |
0,32 |
8500 |
Дуралюминий |
0,7 |
2,7 |
26 |
0,3 |
2700 |
Бетон |
0,2 |
|
10 |
0,16 |
2500 |
Древесина (сосна)
(сосна) (сосна) |
0,1 |
0,55 |
2,0-5,0 |
- |
550 |
Приложение 3
Коэффициенты
в зависимости от соотношения сторон
прямоугольного сечения
|
1,0 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
6,0 |
10,0 |
|
0,140 |
0,294 |
0,457 |
0,790 |
1,123 |
1,789 |
3,123 |
|
0,208 |
0,346 |
0,493 |
0,801 |
1,128 |
1,789 |
3,123 |
|
1,000 |
0,859 |
0,795 |
0,753 |
0,745 |
0,743 |
0,742 |
Приложение 4
Значения коэффициентов формул Ф.С. Ясинского для конструкционных материалов и пределы их применимости
Материал |
Е МПа |
а |
b |
c |
|
|
МПа |
|
|
||||
Сталь Ст.2 |
|
264 |
0,70 |
- |
60 |
105 |
Сталь Ст.3 |
|
310 |
1,14 |
- |
60 |
100 |
Сталь 20, Ст.4 |
|
328 |
1,15 |
- |
60 |
96 |
Сталь 0, Ст. 5 |
|
464 |
3,26 |
- |
60 |
90 |
Сталь 45 |
|
449 |
1,67 |
- |
52 |
83 |
Сталь 15 СНД (НЛ2) |
|
589 |
3,82 |
- |
60 |
100 |
Авиаль АВТ 1 |
|
320 |
1,7 |
- |
22 |
55 |
Дюралюминий Д16 |
|
380 |
2,19 |
- |
20 |
50 |
Чугун |
|
776 |
12 |
0,053 |
- |
80 |
Сосна, ель |
|
40 |
0,203 |
- |
- |
60 |
Приложение 5
Таблица коэффициентов уменьшения допускаемого напряжения на сжатие
|
Ст.2-4 |
Ст. 5 |
Чугун |
Древесина |
|
Ст.2-4 |
Ст. 5 |
Чугун |
Древесина |
|
0 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
110 |
0.52 |
0.43 |
- |
0.25 |
|
10 |
0.99 |
0.98 |
0.97 |
0.99 |
120 |
0.45 |
0.36 |
- |
0.22 |
|
20 |
0.96 |
0.95 |
0.91 |
0.97 |
130 |
0.40 |
0.33 |
- |
0.18 |
|
30 |
0.94 |
0.92 |
0.81 |
0.93 |
140 |
0.36 |
0.29 |
- |
0.16 |
|
40 |
0.92 |
0.89 |
0.69 |
0.87 |
150 |
0.32 |
0.26 |
- |
0.14 |
|
50 |
0.89 |
0.86 |
0.57 |
0.80 |
160 |
0.29 |
0.24 |
- |
0.12 |
|
60 |
0.86 |
0.82 |
0.44 |
0.71 |
170 |
0.26 |
0.21 |
- |
0.11 |
|
70 |
0.81 |
0.76 |
0.4 |
0.60 |
180 |
0.23 |
0.19 |
- |
0.10 |
|
80 |
0.75 |
0.70 |
0.26 |
0.48 |
190 |
0.21 |
0.17 |
- |
0.09 |
|
90 |
0.69 |
0.62 |
0.20 |
0.38 |
200 |
0.19 |
0.16 |
- |
0.08 |
|
100 |
0.60 |
0.51 |
0.16 |
0.31 |
|
|
|
|
|
Приложение 6
Геометрические характеристики сечений вала со шпоночным пазом
мм |
|
|
см3 |
см2 |
, мм |
, мм |
, см3 |
, см3 |
, см2 |
20 |
6х6 |
0,655 |
1,440 |
2,96 |
58 |
18х11 |
16,81 |
36,0 |
25,4 |
21 |
0,770 |
1,680 |
3,28 |
60 |
18,76 |
40,0 |
27,3 |
||
22 |
0,897 |
1,940 |
3,62 |
62 |
20,9 |
44,3 |
29,2 |
||
23 |
1,038 |
2,23 |
3,98 |
65 |
24,3 |
51,2 |
32,2 |
||
24 |
1,192 |
2,55 |
4,34 |
68 |
20х12 |
27,5 |
58,4 |
35,1 |
|
25 |
8х7 |
1,275 |
2,81 |
4,62 |
70 |
30,2 |
63,8 |
37,3 |
|
26 |
1,453 |
3,18 |
5,03 |
72 |
33,0 |
69,7 |
39,5 |
||
28 |
1,855 |
4,01 |
5,88 |
75 |
37,6 |
79,0 |
43,0 |
||
30 |
2,32 |
4,97 |
6,79 |
78 |
42,6 |
89,2 |
46,6 |
||
32 |
10х8 |
2,73 |
5,94 |
7,64 |
80 |
24х14 |
44,7 |
95,0 |
48,6 |
34 |
3,33 |
7,19 |
8,68 |
82 |
48,4 |
102,5 |
51,5 |
||
35 |
3,66 |
7,87 |
9,22 |
85 |
54,3 |
114,6 |
55,1 |
||
36 |
4,01 |
8,59 |
9,78 |
88 |
60,6 |
127,5 |
59,1 |
||
37 |
12х8 |
4,27 |
9,24 |
10,27 |
90 |
85,1 |
136,7 |
61,9 |
|
38 |
4,66 |
10,04 |
10,86 |
92 |
28х16 |
67,9 |
144,3 |
64,2 |
|
40 |
5,51 |
11,79 |
12,09 |
95 |
75,3 |
159,4 |
68,6 |
||
42 |
6,45 |
13,72 |
13,37 |
98 |
83,1 |
175,5 |
73,2 |
||
44 |
14х9 |
7,50 |
15,61 |
14,58 |
100 |
88,7 |
186,9 |
76,3 |
|
45 |
7,28 |
16,74 |
15,27 |
105 |
103,7 |
217,0 |
84,8 |
||
46 |
8,88 |
17,93 |
15,99 |
110 |
32х18 |
117,4 |
248 |
92,2 |
|
47 |
8,32 |
19,17 |
16,72 |
115 |
135,2 |
285 |
101,0 |
||
48 |
9,96 |
20,5 |
17,47 |
120 |
154,8 |
342 |
110,0 |
Приложение 7
Коэффициент
качества поверхности
;
Состояние поверхности |
|
||
500 |
1000 |
1400 |
|
Высококачественная полировка Грубая полировка Чистовая обточка или тонкая шлифовка Грубая обточка или грубая шлифовка Окалина после проката |
1,00 0,95 0,93 0,90 0,70 |
1,00 0,93 0,90 0,80 0,50 |
1,00 0,90 0,88 0,70 0,35 |
Приложение 8
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
|
|
|
|
||||
|
|
||||||
|
800 |
|
500 |
800 |
1000 |
||
10,5 |
0,02 0,05 0,10 0,15 0,2 |
1,7 1,48 1,28 1,20 1,16 |
1,88 1,57 1,33 1,23 1,20 |
2,05 1,63 1,36 1,25 1,22 |
1,24 1,15 1,08 1,06 1,05 |
1,29 1,18 1,10 1,08 1,06 |
1,33 1,20 1,12 1,09 1,07 |
1,1 |
0,02 0,05 0,10 0,15 0,2 |
2,0 1,64 1,37 1,27 1,20 |
2,24 1,70 1,42 1,31 1,24 |
2,47 1,75 1,45 1,34 1,27 |
1,40 1,25 1,12 1,09 1,06 |
1,52 1,28 1,16 1,12 1,08 |
1,62 1,30 1,18 1,14 1,10 |
1,25 |
0,02 0,05 0,10 0,15 0,2 |
2,12 1,81 1,47 1,35 1,3 |
2,68 1,97 1,54 1,40 1,32 |
3,10 2,10 1,60 1,43 1,34 |
1,64 1,40 1,20 1,15 1,09 |
1,73 1,45 1,27 1,20 1,13 |
1,80 1,48 1,32 1,24 1,16 |
1,5 |
0,02 0,05 0,10 0,15 0,20 |
2,42 1,91 1,53 1,38 1,33 |
- 2,06 1,61 1,44 1,36 |
- 2,20 1,67 1,48 1,38 |
1,76 1,48 1,24 1,19 1,10 |
1,97 1,56 1,32 1,25 1,18 |
2,14 1,62 1,38 1,29 1,24 |
Приложение 9
Масштабный
коэффициент
Сталь |
Диаметры, мм |
||||||
10 |
20 |
30 |
50 |
80 |
100 |
150 |
|
Углеродистая Легированная |
1 1 |
0,96 0,93 |
0,90 0,85 |
0,82 0,73 |
0,73 0,63 |
0,70 0,60 |
0,60 0,55 |
Приложение 10
Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла
|
|
|
350…550 520…750 700…1000 1000…1200 1200…1400 |
0 0,05 0,10 0,20 0,25 |
0 0 0,05 0,10 0,15 |
Приложение 11
Геометрические харктеристики плоских сечений
Тип сечения |
Площадь А |
Осевой момент инерции
|
Момент сопро-тивления
|
Радиус инерции
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 12
Приложение 13