Скачиваний:
7
Добавлен:
08.11.2022
Размер:
16.16 Mб
Скачать

Пусть

a

1,47

см

.

3 a

 

3

0,0147

 

117,8

.

 

 

110,

 

 

0,52

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

120,

 

 

 

 

2

2

0, 45

 

 

 

 

 

 

 

0,45 0,1 0,07 (120 117,8)

0,465

.

F

 

A 0, 465 200 10

6

0,0147

2

20,1 кН.

 

 

доп

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(успех!)

20,1 20

100%

 

20

 

 

0,5%

.

Итак, принимаем a 1,47 см . При этом Fдоп 20,1 кН немного превышает заданную нагрузку. Это не страшно, главное, что при нагрузках меньших Fдоп стойка с таким размером сечения будет устойчива.

Так как

пред

(117,8 100 ),

то критическое напряжение

 

 

2

E

 

 

2

5

 

кр

 

 

 

 

2 10

142 МПа ,

 

2

 

 

2

 

 

 

 

117,8

 

а критическая сила

Fкр кр A 142 106 0,01472 30,68 кН .

Коэффициент запаса по устойчивости

ny Fкр 30,68 1,53. F 20

F

y

l

x

Пример 5.

Подбор сечения по ГОСТ.

 

 

 

Определить № двутавра по ГОСТ 8239-89.

 

 

 

Дано: l 2 м,

F 200 кН , сталь Ст3,

 

c 120 МПа .

Решение.

I приближение.

Задаемся 1,

 

 

 

F

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

200 10

1,667 10

3

м

2

16,67 см

2

 

 

 

 

120 10

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из сортамента выбираем профиль с

A 16,

67 см

2

.

 

 

 

 

 

 

 

Профиль № 14: A 17, 4 см

2

,

imin iy

1,55 см .

 

 

 

 

 

Гибкость

l

 

1 2

 

 

129 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

1,55 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120,

 

 

0, 45

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

130,

 

 

 

 

2

2

0, 40

 

 

 

 

 

 

 

0,40 0,1 0,05 (130 129)

0,405

.

Fдоп c A 0, 405 120 106 17, 4 10 4 84,56 кН. (мало)

II приближение. Берем профиль № 18: Гибкость

A

23, 4 см

 

l

i

 

 

min

2

,

 

i

i

y

 

min

 

 

1 2

 

1,88 10

2

 

1,88 см .

106,4 .

 

 

100,

 

 

0,60

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

110,

 

2

0,52

 

 

 

 

 

 

 

0,52 0,1 0,08 (110 106,4)

0,549

.

F

 

A 0,549 120 10

6

23, 4

10

4

154, 2 кН.

 

 

доп

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(мало)

III приближение.

Берем профиль № 20:

A

26,8

см

2

 

,

imin

iy

2,07

см

. Гибкость

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

 

 

90,

0,69

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

100,

 

 

 

 

2

2

0,60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

2,07 10

2

 

 

 

0,60 0,1

96,6

0,09

.

(100 96,6)

0,631

.

F

 

A 0,631 120 10

6

26,8

10

4

202,8 кН.

 

 

доп

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(успех!)

Оценим погрешность

202,8 200 100% 1,4% 200

Принимаем двутавр № 20.

l 2

l 2

F

ось min

y

ось max

x

Пример 6. Определить № уголка по ГОСТ 8509-93.

Дано: F 100 кН , l 2 м, сталь Ст3,

 

200 МПа , 1,347

(см.

c

 

 

предыдущий семинар).

Решение.

Задаемся

1,

 

 

 

A

F

 

100 103

0,5 10 3 м2 5 см2

c

200 106

 

 

 

Из сортамента выбираем профиль с

A

5

см

2

 

, и вычисления для удобства

заносим в таблицу. Расчеты продолжаем до тех пор, пока погрешность не будет превышать 5 % . Для прокатных сечений по ГОСТ положительная разница может достигать до 10 % из-за большого шага сортамента.

профиля

 

 

63

5

 

 

75

9

 

 

90

8

 

 

100

8

 

 

100

7

 

 

 

A, см

2

 

6,13

12,83

13,93

15,6

13,75

i

,

см

min

 

 

1,25

1,46

1,77

1,98

1,98

 

l

i

 

 

min

215,5 > 200

184,5

152,2

136

136

 

F

, кН

, %

 

доп

 

 

Слишком гибкая конструкция

0,221 56,7 (мало) –43,3

0,313 87,3 (мало) –12,7

0,376 117,3 (много) +17,3

0,376 103,4 (успех!) +3,4

Принимаем равнополочный уголок 100 7.

Сопротивление материалов

К.т.н., доцент Елена Геннадьевна Алексеева

Продольно-поперечный изгиб

Случай одновременного действия на стержень продольных (сжимающих) и поперечных (изгибающих) нагрузок называется продольно-поперечным изгибом. Здесь НЕ применим принцип суперпозиции!

S vmax

vп max

F

l

F

 

 

 

S

 

M

 

 

S

 

M

п

Sv

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

x max

 

 

x max

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

A

 

W

 

A

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x

 

индекс «п» соответствует величинам при нагружении стержня

только поперечными нагрузками.

M xп

M xпmax

Пример 1.

S

A

y

S

RA Ml

y

S

M

l

l 4 м,

M 3 кНм,

l

v

z

 

M x

v

z

 

z

Точный метод

S 65 кН, M

b 0,06

b

м,

E 2 105 МПа.

y

x

Найти:

 

max

?

 

 

B

b

M

 

 

 

 

 

 

H

B

S

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

M

 

 

M

 

M x EJ xv Sv

B

 

l

 

z ,

 

 

 

 

 

 

 

 

l

k

2

 

S

 

 

 

k

2

v

M

 

z

S

,

 

 

 

 

 

 

 

EJ

 

v

 

 

EJ

 

l

S

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

2

v k

2 M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

Sl

z.