
- •Мiнiстерство освiти і науки україни національний технічний університет
- •Стержньових систем методом сил”
- •Енергетичні методи визначення переміщень в стержньових системах
- •Інтеграл Максвелла – Мора
- •Обчислення інтегралів Мора способом перемноження епюр (способом Верещагіна).
- •Перемноження епюр за правилами трапецій і Сімпсона – Карнаухова.
- •Приклади визначення переміщень.
- •Статично невизначувані системи
- •Основні поняття та визначення
- •Метод сил
- •Канонічні рівняння методу сил
- •Використання властивостей симетрії при виборі основної статично визначуваної системи
- •Перевірка правильності розрахунків
- •Приклади розкриття статичної невизначуваності
- •Розрахунково – проектувальне завдання
- •Задача 1. Визначення внутрішніх зусиль у статично невизначуваних балках
- •Чисельні дані до задачі №1.
- •Задача 2. Визначення внутрішніх зусиль у статично невизначуваних рамах
- •Чисельні дані до задачі №2
- •Задача 3. Визначення внутрішніх зусиль в статично невизначуваних плоскопросторових рамах та визначення розмірів поперечного перерізу
- •Чисельні дані до задачі 3
- •Типи перерізів до задачі 3
- •Контрольна задача № 4. (Для самостійної роботи)
- •Контрольна задача № 5. (Для самостійної роботи)
- •Чисельні дані для контрольних задач №4, №5
- •Зразок виконання розрахунку статично невизначуваної балки
- •Зразок виконання розрахунку статично невизначуваної рами
- •Зразок виконання розрахунку статично навизначуваної плоскопросторової рами
Обчислення інтегралів Мора способом перемноження епюр (способом Верещагіна).
Обчислення інтегралів Мора істотно спрощується, якщо одна з епюр прямолінійна. Ця умова виконується для систем, що складаються з прямих стержнів, оскільки при цьому епюри внутрішніх сил від одиничного навантаження (зосередженої сили або пари) завжди обмежені прямими лініями.
Обчислимо
інтеграл
для випадку, коли
епюра від заданого навантаження має
довільну форму, а від одиничного –
прямолінійна (рис. 2).
|
Позначимо
через
|
Інтеграл
у правій частині рівняння є статичним
моментом площі епюри
відносно осіО-О:
де
– абсциса центра ваги епюри
.
Тоді
,
оскільки
.
Отже,
інтеграл Мора дорівнює добутку площі
епюри від зовнішнього навантаження
на ординату одиничної епюри
,
розташованої під центром ваги епюри
від заданого зовнішнього навантаження.
Загальна формула (1.3) для визначення
переміщень у системах з прямих стержнів
набирає вигляду:
(1.7)
Графоаналітичний спосіб визначення інтеграла Мора був запропонований О.М.Верещагіним і має назву способу Верещагіна. Обчислення за цією формулою виконують по ділянках, на кожній з яких епюра від одиничного навантаження повинна бути прямолінійною. Тоді, коли обидві епюри прямолінійні, можна множити площу будь-якої з них на ординату іншої під центром ваги першої.
Якщо
епюра
має складний вигляд, то її слід розбити
на прості фігури, для яких легко визначити
площу і положення центра ваги. При цьому
кожну з площ треба множити на ординату
одиничної епюри під центром ваги
відповідної площі. Ординати в цьому
разі зручно позначати замість
літерами
,
де
.
Отже,
(1.8)
Користуючись
способом Верещагіна, необхідно пам'ятати,
що добуток епюр позитивний, якщо ординати
обох епюр відкладені з одного боку від
осі стержня рами, і негативний, якщо
ординати епюр відкладені з різних
сторін. В тих випадках, коли одна з епюр
криволінійна, береться площа
криволінійної епюри, а ордината
під центром ваги з прямолінійної епюри.
При цьому треба враховувати правило
знаків: Якщо
епюри, що перемножуються, лежать по одну
сторону (обидві нагорі або внизу),
добуток позитивний; якщо епюри, що
перемножуються, лежать по різні сторони
- добуток негативний.
Якщо
одна або обидві епюри перетинають в
межах дільниці нульову ось, то слідує
перемножувати епюри по частинам.
Особливості
застосування правила Верещагіна видно
з рис. 3а,б.
|
|
|
|
Рис. 3
Переміщення від дії осьових і поперечних сил, а також крутних моментів виражаються аналогічно:
(1.9)
де
- площа епюри
,
- площа епюри
,
- площа епюри
від заданого навантаження;
- ординати відповідних епюр осьових,
поперечних сил і крутних моментів від
одиничного навантаження, взяті під
центрами ваги епюр
,
,
.
Зазначимо,
що епюри внутрішніх силових факторів
від зовнішнього та одиничного навантажень
на окремих ділянках стержня складаються
з досить простих фігур: прямокутник,
трикутник, парабола і т.д. Тоді для
використання способу Верещагіна (1.8),
(1.9) необхідно визначити площу
та координату центра ваги
цих простих фігур:
Таблиця 1
Трикутник |
Трикутник |
|
|
Прямокутник |
Парабола (квадратна) з вершиною в т. А |
|
|
Парабола (квадратна) з вершиною в т.А |
Парабола (кубічна) з вершиною в т.А |
|
|
Продовження таблиці 1
Парабола (квадратна) з вершиною в т.А |
Парабола (кубічна) з вершиною в т.А |
|
|