Скачиваний:
19
Добавлен:
08.11.2022
Размер:
13.28 Mб
Скачать

r

p p

a

 

b

2

 

p

 

b

2

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

a

2

 

 

 

 

 

 

 

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2a

2

 

 

 

 

b

2

a

2

 

 

t

Опасными являются точки на внутренней поверхности трубы:

растяжение в окружном и сжатие в радиальном направлениях.

r

 

(a)

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

(a)

 

 

t

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

По теории Сен-Венана при

 

z

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

b2

a2

( p) p

 

2b2

экв

3

 

 

 

 

 

1

 

b2

a2

 

 

 

 

b2 a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Нагружение внешним давлением:

p

 

b

 

p

,

pa

0

.

r

p

a

p

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

r, t

 

pb

 

 

 

 

 

pa b

 

 

 

(14)

Из (11):

 

 

 

 

 

 

 

 

b

2

a

2

r

2

b

2

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

b2

a2

 

 

 

 

 

 

 

b2 a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

2b2

 

 

 

 

 

 

 

b2 a2

 

 

 

 

 

(b)

 

 

 

pb2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

b2 a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pb

2

 

 

 

 

 

 

 

p a

2

b

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

r

b

2

a

2

 

 

2

b

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pb

2

 

 

 

 

 

 

 

pa

2

b

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(b)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

r

b

2

a

2

 

 

2

b

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a)

 

 

 

pb2

 

 

 

 

 

 

 

p a2 b2

 

 

 

 

p

 

 

 

2b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

b

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

b

2

a

2

 

 

 

 

2

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

b

2

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pa2 b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b2 a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

b

 

a

 

 

 

b

2

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r 0 – выпуклость вниз, t 0 – выпуклость вверх.

r

p

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Опасными являются точки на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

внутренней поверхности трубы

a

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

2

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2b

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По теории Сен-Венана при

 

 

0

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2b2

 

 

 

2b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

экв 1

3

0

p

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

2

a

2

b

2

a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(совпадает с выражением для случая внутреннего давления)

3. Внутреннее давление в трубе бесконечной толщины (плита с отверстием)

r

p

a

p

p

t

Из (13) при b

 

 

 

 

 

 

a

2

 

 

r, t

p

 

,

 

r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

если

 

z

0

, то все точки

 

 

находятся в НС чистого сдвига.

r

p

p

t

z

По теории Сен-Венана в опасных точках на поверхности отверстия

экв 1 3 p ( p) 2 p .

4. Растяжение бесконечной плиты с отверстием

Из (14) при

p

p

,

 

b

 

При r a :

 

r

(a) 0

,

 

 

 

p

p

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pa

2

 

 

 

a

2

 

 

p

 

0

, b

:

r, t p

 

p

1

 

 

a

r

2

 

r

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t (a) 2 p ;

при r

: r ( ) p ,

t ( )

p .

2 p p

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

p

p

2 p

 

p

p

 

 

 

 

 

t

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

p

Отверстие

 

концентратор

напряжений,

r

максимальное

эквивалентное напряжения

будет у края

 

отверстия:

 

экв

 

3

2 p 0 2 p

.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

У края отверстия напряжения в 2 раза больше, чем у

 

такой же

плиты

без

отверстия,

то есть

теоретический

 

коэффициент концентрации напряжений

k

2 p

2 .

 

 

z

 

 

p

 

 

 

2 p t

r

5. Валик, нагруженный внешним давлением

p

b

p

p

t

Этот предельный случай будет при a 0.

Из (14):

 

p ,

r, t

 

то есть напряжения распределены

равномерно.

При

 

z

0

любая точка валика

 

 

 

 

 

r

p

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

t

 

 

z

 

 

экв 1

3 0 ( p) p

Пример. Валик проходит через камеру, в которой поддерживается давление, а также подвергается действию сосредоточенных сил и моментов. Уплотнения камеры не оказывают влияние на НС валика. Для характерных участков валика исследовать НС в опасных точках. Определить nт ?

Дано: d,

p

,

 

d

2

F p

 

8

 

 

 

, M

 

d

3

p

 

8

 

 

 

,

тр

3

 

 

4

тс

 

.

I

II

M

F

d

p

M

F

I

II

Сечение I-I (вне камеры)

 

r

 

 

M

A

max

t

 

 

 

точка А

(любая точка на поверхности валика)

r

F

d

 

z

max

 

 

 

z

t

 

N

 

F

 

 

p d

2

 

4

 

 

p

 

z

 

 

 

 

 

 

,

A

A

8

 

d

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Площадка r – главная,

гл r 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σгл

z

 

 

 

z 2

 

 

2

 

 

p

 

 

 

 

 

 

max

 

 

 

 

2

 

4

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

p d

3

16

 

 

 

 

 

 

2 p .

max

W

 

8

d

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

2

2 p 2 0,25 p 2,01p

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

2, 26 p

,

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1,76 p

.

 

 

 

 

 

 

По теории Мора:

σэквA σ1 σσтр σ3 2, 26 p 43 ( 1,76 p) 3,58 p.

тс