Лекции Алексеевой
.pdfr
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