Тема2 .6. Изгиб

Содержание учебного материала

Изгиб, основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Внутренние силовые факторы, правила построения эпюр. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения при изгибе. Условие прочности. Рациональные формы поперечных сечений балок.

Контрольная работа по теме: «Расчет на прочность при изгибе»

Методические указания к изучению темы.

Особое внимание следует уделить определению поперечных сил и изгибающих моментов и построению их эпюр. Теория чистого изгиба имеет внешнюю и смысловую аналогию с теорией кручения: а) аналогичное распределение напряжений по поперечному сечению; б) наличие опасных точек сечения; в) Аналогичные геометрические характеристики прочности и жесткости сечения.

Для закрепления практических навыков и умений рекомендовано практическое занятие №6 «Расчет на прочность при изгибе» и контрольная работа№1 «Расчет на прочность при изгибе».

Вопросы для самоконтроля

1. В каком случае балка работает на изгиб?

2. Что такое чистый и поперечный изгиб? Какие внутренние силовые факторы возникают в поперечных сечениях бруса в этих случаях?

3. Каким методом определяют внутренние силовые факторы, действующие в поперечных сечениях на изгиб?

4. Чему равна поперечная сила и изгибающий момент в произвольном сечении балки при изгибе?

5. Для чего строятся эпюры поперечных сил и изгибающих моментов?

6. Сформулируйте правило знаков для поперечной силы и изгибающего мо­мента.

7. Как меняется характер эпюр поперечных сил и изгибающих моментов в точ­ках приложения сосредоточенных, сил и моментов?

8. Напишите формулы для определения осевых моментов сопротивления при изгибе для прямоугольника, круга и кольца.

Тема 2.7. Сопротивление усталости. Прочность при динамических нагрузках

Содержание учебного материала

Циклы напряжений. Усталостное разрушение, его причины и характер в деталях и узла, подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования. Кривая усталости, предел выносливости. Факторы, влияющие на величину предела выносливости. Коэффициент запаса выносливости.

Понятие о динамических нагрузках. Силы инерции при расчете на прочность. Динамическое напряжение, динамический коэффициент.

Методические указания к изучению темы

Элементы конструкций и машин часто работают при периодически меняющихся (по величине и даже по закону) напряжениях. В подобных условиях находятся, например, оси вагонов, рельсы, рессоры, поршневые штоки, валы и многие другие детали машин. При переменных напряжениях, как показывает практика и специальные исследования, прочность конструкций ниже. Чем при статических напряжениях.

Снижение прочности материала при действии на него многократно меняющихся нагрузок носит название усталости материала.

Исследование процесса разрушения от переменных напряжений показали. Что при этом в материале возникает микротрещина, которая постепенно проникает вглубь изделия. Переменные напряжения способствуют быстрому развитию трещины, так как во время работы края его сближаются, то расходятся. По мере развития трещин усталости поперечное сечение ослабляется все сильнее и в некоторый момент ослабление достигает такой величины. Что случайный толчок или удар вызывает мгновенное хрупкое разрушение.

Здесь следует обратить внимание на то, что обычно расчеты на усталость проводятся не как проектные (определение размеров сечения детали), а как проверочные. Объясняется это тем, что допускаемое напряжение не может быть установлено заранее достаточно точно, так как зависит не только от материала детали, но и от ряда ее конструктивных особенностей (размеров, качества обработки поверхности, наличия концентратов напряжений).

Вопросы для самоконтроля

1.Как называется механическая характеристика материала, определяющая его сопротивление переменным напряжениям?

2. Какой цикл изменения напряжений с точки зрения прочности более опасен: симметричный или от нулевой?

3.Что такое концентрация напряжений?

4. Какие факторы влияют на снижение предела выносливости?

5. Как определяется коэффициент запаса прочности вала, работающего на изгиб с кручением при переменных напряжениях?

Вопросы для самоконтроля