Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сопр11 / РТМ СЕМИНАРА 3-2

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
232.91 Кб
Скачать

РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ СЕМИНАРА ПО ДЗ № 2

Тема семинара: КРУЧЕНИЕ статически неопределимого прямого бруса

ЗАДАЧА 1. Построение эпюр ВСФ, углов закручивания и τmax в статически неопределимом прямом брусе при силовом нагружении сосредоточенными и распределенными парами сил.

1. Исходная расчетная схема

Рис. 1

Рис. 2

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

Этап 1. Расчет геометрических характеристик сечений бруса

1.1.Для расчетов на жесткость

J k ,1

= 0.1d 4 [1

(

0.8

)4

] = 0.09744d 4 ;

J k , 2

= 0.229 2d d 3 =0.458d 4 ;

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (2d )2 = 4d 2 ;

 

dS

 

4

2d

 

 

 

 

4 F

2

 

4

16 d 4δ

= 0.8d 4 .

F

v∫

 

=

 

 

;

J

k ,3

=

 

k

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

δ

 

 

δ

 

 

 

 

dS

 

 

 

8

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v∫

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ

 

 

 

 

 

 

1.2.Для расчетов на прочность

Wk

,1

= 0.2d

3[1 (

0.8

)3

] =

0.1949d 3 ;

Wk ,2

= 0.246 2d d 2 =0.492d 4 ;

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

= (2d )2 = 4d 2 ; v∫ dS =

4 2d

;

W

k ,3

= 2 F δ = 2

4d 2δ

= 0.8d 3.

 

k

 

 

 

 

 

δ

 

δ

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 2. Применение метода сечений. Выделение расчетных участков бруса.

Рис. 3 Этап 3. Расчет угла поворота правого конца бруса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕB

= ϕB ( M B ) + ϕB (m ) + ϕB

(2 m l ) + ϕB (m l )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по числу нагрузок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 4. Расчет компонент угла поворота правого конца

 

 

 

2 2l 2

 

 

 

2

 

ml 2

 

 

 

 

 

 

 

ϕB (M B ) =

 

 

l

M B (

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

ϕB (m) = −

 

m

 

 

1

 

2l

zdz

 

 

 

2 2l

 

 

2

 

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

);

 

 

 

(

 

 

+

 

 

 

 

+

 

 

) = −

 

(

 

+

 

+

 

);

 

G

J k ,3

 

J k ,2

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

J k ,2

 

J k ,1

G

J k ,3

J k ,2

J k ,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J k ,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J k ,3 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕB (2ml) =

 

2ml 2

(

 

 

1

 

+

2

);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕB (ml) =

ml 2

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

J k ,2

J k ,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G J k ,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 5. Расчет реакции дополнительной

связи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M B (

 

 

 

 

+

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

) + ml[

 

+

 

 

 

 

 

 

(4 + 2) +

 

 

 

 

(4

+ 4 +1)]

= 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

J k ,3

 

 

 

J k , 2

 

 

 

 

 

J k ,1

 

 

J k ,3

 

 

 

J k , 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J k ,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M B

(

 

 

+

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

) + ml[

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

]

= 0

 

M B = −0.124ml.

 

 

 

 

d 4

0.8

0.458

 

0.09744

0.8

0.458

 

0.09744

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 6. Расчет функций внутренних сил

Рис. 4

участок I

:

M k ,I

= −0.124ml mz;

участок II :

M k ,II = ml(0.124 2) = −2.124ml;

участок III

:

M k ,III = ml(2.124 + 2) = −0.124ml;

участок IY :

M k ,IY = −0.124ml;

участок Y

:

M k ,Y

= ml(0.124 +1) = 0.876ml.

 

 

Этап 7. Расчет изменений углов поворота участков

ϕI =

m

2l

(0.124ml mz)dz =

ml2

(0.124

2

1

2

2

) = −2.248

ml2

= −

2.248 ml2

 

= −2.81

ml2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GJk ,3

GJk ,3

2

 

GJk ,3

0.8

 

 

Gd 4

 

Gd 4

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕII = −2.124

 

ml2

2.124 ml2

= −4.637

ml2

;

 

 

 

 

= −0.124

 

ml2

 

 

0.124 ml2

= −0.27

ml2

;

 

 

 

 

= −

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕIII

 

 

 

 

= −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.458 Gd 4

Gd 4

 

 

 

 

0.458 Gd 4

Gd 4

 

 

 

 

GJk ,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GJk ,2

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕIY = −0.124

 

ml2

0.124

 

ml2

= −1.272

ml

2

;

ϕIY = 0.876

ml2

 

 

0.876

 

 

ml2

=8.99

ml2

.

 

 

 

 

= −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.09744

 

Gd 4

Gd

4

 

 

 

0.09744 Gd 4

Gd 4

 

 

 

 

 

GJk ,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GJk ,1

 

 

 

 

 

Этап 8.

Проверка решения задачи

2

 

 

2

 

 

ϕB =

ϕI = ml

(2.81 4.637 0.27 1.272 + 8.99) =103

ml

 

 

 

.

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

I =1

 

Gd 4

 

Gd 4

 

Этап 9.

Построение эпюр M k (x),

θk (x), ϕ(x), τmax (x)

 

 

 

Рис. 7

РАЗНОВИДНОСТИ ЗАДАЧ

Наименование

Расчетная схема

Этапы основных особенностей решения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение

 

Этап 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эпюр ВСФ в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

статически

 

 

ϕB = ϕB ( M B ) + ϕB (2 m l ) + ϕB (m l )

 

 

 

 

 

 

неопределимом

 

 

 

 

 

 

 

 

по числу нагрузок

 

 

 

 

Этап 9. Мк, θк, τmax не могут быть

 

 

 

прямом брусе

 

 

 

 

 

переменными

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при силовом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нагружении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

парами сил

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эпюр ВСФ в

 

ϕB

= ϕB ( M B ) + ϕB

(2 m l ) + ϕB (m l ) = ∆ϕ

 

 

 

статически

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по числу нагрузок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неопределимом

 

Этап 9. В сечении с заданным зазором

 

прямом брусе с

 

(на правом конце бруса) эпюра углов

 

зазором при

 

поворота имеет заданный разрыв

 

 

 

силовом

 

ϕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нагружении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

парами сил

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эпюр ВСФ в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

статически

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неопределимом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямом брусе

 

 

 

m

2 2l

 

z

 

3 2 l2

 

3 2 l2

при

 

B

 

 

 

 

 

 

G

J

 

0

 

8 l

 

J

 

J

 

 

 

ϕ ( m, 2m ) =−

 

 

 

 

z ( 1

 

) dz +

 

+

 

 

произвольном

 

 

 

 

 

k,2

k,1

 

 

 

 

 

 

k,3

 

 

 

 

 

 

нагружении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

парами сил

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнить В ТЕЧЕНИЕ НЕДЕЛИ ПОСЛЕ ВЫДАЧИ РТМ задачу представленного типа представить на контроль ЧЕРЕЗ НЕДЕЛЮ ПОСЛЕ ВЫДАЧИ РТМ.

Отчет подготовить на бумаге формата А4 с титульным листом по образцу.