- •Техническая механика
- •Раздел 2
- •Теоретическая механика.
- •Сопротивление материалов.
- •Детали машин.
- •Раздел 1 Теоретическая механика
- •Тема 1.1 Основные понятия и аксиомы статики
- •Общие сведения
- •Связи и их реакции
- •Следствие 1
- •Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил геометрическим способом
- •1.2.2 Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил методом проекций (аналитическим способом)
- •1.2.3 Условия равновесия плоской системы сходящихся сил
- •Решение задач
- •Реши самостоятельно
- •Тема 1.3 Пара сил и момент силы относительно точки
- •Момент силы относительно точки
- •Тема 1.4 Плоская система произвольно
- •Приведение силы к точке (теорема Пуансо)
- •Приведение плоской системы сил к данному центру
- •Свойства главного вектора и главного момента
- •Теорема Вариньона
- •Условие равновесия произвольной плоской системы сил
- •Уравнения равновесия
- •Балочные системы
- •Решение задач на равновесие плоской системы
- •Продолжение таблицы 9
- •Запомни!
- •Реши самостоятельно
- •Тема 1.5 Пространственные системы сил
- •Пространственная система сходящихся сил
- •Момент силы относительно оси
- •Произвольная пространственная система сил
- •Случаи пространственно нагруженных валов
- •Тема 1.6 Центр тяжести
- •Центр тяжести тела
- •Положение центра тяжести простых фигур
- •Методы нахождения центра тяжести
- •Тема 1.7 Кинематика
- •Основные понятия кинематики
- •Определение скорости и ускорения точки
- •Частные случаи движения точки
- •Поступательное движение
- •Вращательное движение
- •Частные случаи вращательного движения
- •Скорости V и ускорения а точек тела при
- •Сравнение формул кинематики для
- •Тема 1.8 Динамика
- •Основные понятия и аксиомы динамики
- •Силы инерции
- •Принцип Даламбера
- •Порядок решения задач динамики
- •Работа постоянной силы на прямолинейном
- •Мощность. Коэффициент полезного действия
- •Работа и мощность при вращательном движении
- •Раздел 2 Сопротивление материалов
- •Тема 2.1 Основные положения
- •Задачи сопромата
- •Элементы конструкций
- •Основные допущения сопромата
- •Материал:
- •Характер деформаций элементов конструкций:
- •Метод сечений. Внутренние силовые факторы (всф)
- •Напряжения
- •Тема 2.2 Растяжение и сжатие
- •Силы и напряжения в поперечных сечениях бруса
- •Эпюры продольных сил n и нормальных напряжений σ по длине бруса
- •Перемещения и деформации. Закон Гука
- •Статические испытания материалов.
- •Пластичные материалы
- •Хрупкие материалы
- •Предельные напряжения
- •Допускаемые напряжения. Расчеты на прочность
- •Расчеты на прочность при растяжении (сжатии)
- •Определение допускаемой нагрузки
- •Тема 2.3 Практические расчеты на срез и смятие
- •Растяжение
- •Виды расчетов на прочность при срезе и смятии
- •Тема 2.4 Геометрические характеристики
- •Определение моментов инерции сложных сечений,
- •Тема 2.5 Кручение
- •Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге
- •Кручение. Крутящий момент. Построение эпюр
- •Деформации и напряжения при кручении
- •Расчеты на прочность и жесткость при кручении
- •Тема 2.6 Изгиб
- •Основные понятия и определения.
- •Правила вычисления значений qy и мх
- •Дифференциальные зависимости между
- •Правила построения и контроля эпюр
- •Порядок построения эпюр qy и мх
- •Построение эпюр qy и мх
- •Нормальные напряжения при изгибе
- •Расчеты на прочность при изгибе
- •Решаем вместе!
- •Запомни!
- •Перемещения при изгибе. Расчеты на жесткость
- •Тема 2.7 Сложное сопротивление.
- •Понятие о главных напряжениях
- •Назначение гипотез прочности
- •Виды гипотез прочности
- •Расчет бруса круглого поперечного сечения на изгиб с кручением
- •Тема 2.8 Устойчивость сжатых стержней
- •Понятие об устойчивости
- •Формула Эйлера
- •Формула Ясинского
- •Тема 2.9 Сопротивление усталости
- •Напряжения, переменные во времени
- •Предел выносливости
- •Факторы, влияющие на предел выносливости
- •Статика
- •Кинематика и динамика
- •Сопромат
- •Галина Федоровна Фефилова Техническая механика
- •4 32059, Г. Ульяновск, проспект Созидателей, 13.
Порядок построения эпюр qy и мх
Выучи наизусть
эти правила!
Найти реакции опор и проверить их. Для жестко защемленной балки их можно не находить, но построение эпюр начинать со свободного конца.
Разбиваем брус на участки, границами которых являются сечения, где приложены силы и пары, и где начинается и заканчивается распределенная нагрузка.
Н
умеруем
участки.Применяя метод сечений, определяем:
QY = const на участке, если на нем нет распределенной нагрузки (рисунок 166); Рисунок 166
QY в начале и конце участка распределенной нагрузки в точках внутри участка (рисунок 167).
С
троим
эпюру QY.Если наклонная QY проходит через нуль (QY = 0), то определяем координату z этого сечения.
Рисунок 167
В
ычисляем
в характерных точках значения МХ.
Причем в точках, где приложены внешние
пары сил, изгибающие моменты МХ
определяем левее и правее этой точки
(рисунок 168).Строим эпюру МХ.
Определяем максимальную (по модулю) величину МХ max в [Н·мм].
Проверяем правильность построения эпюр по правилам контроля эпюр QY и МХ. Рисунок 168
Построение эпюр qy и мх
Пример 24. Построить эпюры QY и МХ для балки, изображенной на рисунке 169.
Решение.
Так как балка имеет жесткую заделку, то реакции не определяем, но построение эпюр начинаем со свободного конца, откуда проставляем характерные точки А, В, С, D.
Разбиваем брус на участки и нумеруем их, начиная со свободного конца. Применяя метод сечений , и правило знаков QY (левая часть – со свободного конца) (рисунок 170), вычисляем поперечную силу QY:
Участки I и II (нет распределенной нагрузки).
QYI = F = 5 кН (+F, так как слева от сечения вверх).
QYII = F = 5 кН.
Участок III (есть распределенная нагрузка).
Рисунок 169
QY
определяем в начале (
-
правее точки С) и конце (
-
левее точки D)
участка в точках внутри участка (на
расстоянии примерно 0 от точки, например,
1 микрон).
Рисунок 170
=
F
= 5 кН;
=
F
– q
·
4 = 5 – 2 · 4 = -3 кН.
Сила qz направлена слева от сечения вниз, поэтому со знаком минус.
Строим эпюру QY.
Так как на участке III наклонная QY проходит через нуль в точке К, меняя знак с плюса на минус, то определяем координату Z от точки С:
;
.
В
ычисляем
в характерных точках значения МХ
(рисунок 171):
;
(сила F проходит через точку А и момента относительно этой
точки не дает). Рисунок 171
В точке В приложена внешняя пара сил, поэтому МХ определяем левее и правее этой точки
;
.
В остальных точках:
МХС = F · 4 – М = 5 · 4 – 6 = 14 кН·м;
МХК
= F
·
(2 + 2 + 2,5) – М – q
· 2,5 ·
= 5 · 6,5 – 6 – 2 · 2,5 · 1,25 ≈ 20 кН·м.
(максимум МХ на участке III).
МXD = F · (2 + 2 + 4) – М – q · 4 · 2 = 5 · 8 – 6 – 2 · 8 = 18 кН·м.
Строим эпюру МХ.
По эпюре МХ определяем наиболее нагруженное сечение балки, где изгибающий момент МХ максимален по модулю
МХ max = 20 кН·м = 20 · 106 Н·мм.
Проверяем правильность построения эпюр QY и МХ по всем правилам контроля и «Правилу лыжника»:
П
ри
движении лыжника справа
налево по
эпюре МХ,
знак QY показывает настроение лыжника:
съезжает с горы – настроение хорошее (+QY) (рисунок 172-а);
взбирается в гору – настроение плохое (-QY) (рисунок 172-б);
едет по ровной дороге – безразличное настроение (QY = 0) (рисунок 172-в).
а) б) в)
Рисунок 172
Пример 25. Определить поперечную силу, действующую в сечении 1-1 (рисунок 173).
Решение
;
.
Рисунок 173
Пример 26. Определить изгибающий момент в сечении 1-1 (рисунок 174).
Точке А соответствует сечение 1-1 у заделки:
МХА = – М + F · (1 + 2 + 2) – q · 2 · (1 + 1) = –2 + 1 · 5 – 2 · 2 · 2 = -5 кН·м.
Рисунок 174
Пример 27. Построить эпюры QY и МХ для двухопорной балки с консолью (рисунок 175).
Решение. Мысленно отбрасываем опоры А и С и заменяем их силами реакций RA и RС. Причем, в шарнирно неподвижной опоре С суммарная реакция RC = RCY, так как RСХ = 0 (нет сил вдоль оси балки).
Определяем реакции опор.
;
Проверка
-1 · 2 -4 – 5 · 2 + 16 = 0;
0 = 0 – реакции определены верно.
Вычисляем QY на участках (слева направо) (смотри рисунок 176):
;
Вычисляем МХ (смотри рисунок 176):
;
;
Рисунок 176
Р
исунок
175
;
;
;
Рисунок 177
.
Или
справа от сечения (смотри рисунок 177):
;
;
- (нет балки!).
Строим эпюру МХ. Определяем МХ max = 16 · 106 Н·мм.
Проверяем правильность построения эпюр QY и МХ по всем правилам контроля эпюр.
Реши
самостоятельно!
Определить поперечную силу в сечении 1-1 (рисунок 178).
Qу = 1 кН; 2) Qу = -7 кН; 3) Qу = 7 кН.
Чему равен изгибающий момент в сечении 1-1 (рисунок 179)?
МХ 1-1 = 2 кН·м; 2) МХ 1-1 = -2 кН·м; 3)МХ 1-1 = 3 кН·м.
Рисунок 178 Рисунок 179
