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

2175

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
17.06.2024
Размер:
5.47 Mб
Скачать

Варианты задания 4

71

72

73

Исходные данные к заданию 4

 

 

Длины, м

 

 

Соотношение

 

 

 

Нагрузки

 

 

 

 

 

жесткостей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п/п

a

h

l1

l2

n1EI

n2EI

n3EI

npEI

F

q

 

M

 

P1

P2

 

n1=

n2=

n3=

np=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

 

12

 

13

14

1

2

6

9

6

1

2

3

4

16

2

 

20

 

10

12

2

1

4,5

6

12

1,5

2

2,5

3

10

3

 

22

 

8

14

3

3

9

6

8

1

2

1,5

4

12

2,5

 

16

 

18

6

4

1,5

6

8

12

2

3

2,5

3

18

1

 

18

 

12

14

5

2

3

6

8

1,5

3

1

3

20

1,5

 

20

 

24

20

6

2,5

3

4

9

1

1,5

1

2

12

3

 

22

 

10

24

7

2

3

12

8

1,5

2,5

2

4

10

2,5

 

24

 

6

32

8

1

4,5

8

6

0,8

22,4

1,2

3,6

22

2

 

18

 

8

24

9

3

9

6

8

0,6

1,4

0,8

2

12

1,2

 

20

 

10

28

10

2,5

6

6

12

1,2

1,8

1,4

2,4

14

1,6

 

16

 

14

14

11

1,5

4,5

8

8

1,4

1,6

2

2,6

16

2

 

25

 

16

24

12

1

6

9

8

1,5

2,2

2

2,8

10

1,8

 

30

 

15

20

13

2

9

12

6

1,6

2

1,8

2,8

24

1,5

 

32

 

24

28

14

3

6

8

8

1

2

3

4

20

2

 

18

 

30

34

15

1,5

3

8

10

1,5

2

2,5

3

18

2,2

 

20

 

28

30

16

2,5

3

6

12

1

2

1,5

4

10

2,4

 

26

 

24

26

17

2

4

6

8

2

3

2,5

3

12

2,6

 

16

 

10

12

18

3

3

4

10

1,5

3

1

3

8

2,5

 

14

 

8

14

19

2,5

4,5

12

9

1

1,5

1

2

16

1,5

 

12

 

24

30

20

1,5

3

8

6

1,5

2,5

2

4

22

1

 

20

 

10

24

21

1

6

8

10

0,8

2,4

1,2

3,6

14

1,8

 

28

 

6

32

22

2

4,5

6

9

0,6

1,4

0,8

2

10

2,4

 

30

 

10

28

23

3

4,5

8

6

1,5

2,2

2

2,8

16

2

 

22

 

14

30

24

2,5

3

6

8

1,6

2

1,8

3

20

2,2

 

18

 

15

32

74

 

Таблица метода перемещений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ п/п

Схемы балок и эпюры изгибающих

Формулы моментов и

моментов

 

 

реакций

 

 

 

1

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

i

EI

;

 

 

 

 

 

 

 

l

3EI

 

3i

1

 

M A

 

 

 

l2

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

A

V

 

3EI 3i

 

 

 

 

B

 

l3

l2

 

 

 

 

 

 

 

 

M A 3EI 3i;

2

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

V

 

V

 

 

3EI

3i

 

A

 

 

 

 

 

B

 

 

l2

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M A

ql2

;

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

VA

 

5 ql;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

V

 

3 ql

 

 

 

 

 

B

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M A

 

Fl v(1

v2 );

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

4

VA Fv

(3 v2 );

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

V

 

 

 

Fu2

(3 u)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

Продолжение

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

5

 

M A

3EI t ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2d

 

 

 

 

 

 

 

V

A

V

 

3EI t ;

 

 

 

 

 

B

 

 

 

2dl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициент ли-

 

 

нейногорасширения;

 

 

t1 t2 ; t t1 t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

M A

m(l

2

3b

2

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2l2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RA

3m(l2 b2 )

 

 

 

 

 

 

2l3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

3m(l2 b2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

2l3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

M A

Pab

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M B

Pa2b

 

 

 

 

 

 

 

 

l2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RA

Pb2

 

2a

 

 

 

l

2

1

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

Pa2

1

2b

 

 

 

B

 

 

l

2

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

M A mb

(2l 3b)

 

 

 

 

 

 

l2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M B ma

(2l 3a)

 

 

 

 

 

 

l2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RA

6ab m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 6ab m

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

l3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

 

 

 

 

Окончание

1

2

 

 

3

 

 

9

M A M B 6EI

6i

;

 

 

 

 

l2

l

 

 

V

A

V

12EI 12i

 

 

 

B

l3

l2

 

 

 

 

 

 

10

M A

4EI

 

4i;

 

 

 

 

 

l

 

 

 

M B

2EI

 

2i;

 

 

 

 

 

l

 

 

 

V

A

V

 

6EI 6i

 

 

B

 

l2

l

 

 

 

 

 

 

11

M A M B ql

2

;

 

 

 

 

 

 

12

 

 

V

A

V

ql

 

 

 

 

B

2

 

 

 

 

 

 

 

 

77

Задание 5 РАСЧЕТ РАМЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ

Цель задания:

Для заданной стержневой системы, используя метод перемещений, произвести расчет критической нагрузки и определить расчетные длины стоек (рис. 5.1).

Решение:

Рис. 5.1

Расчет на устойчивость выполним методом перемещений. В данном примере по методу перемещений два неизвестных: угловое – Z1 и

линейное – Z2 .

Основная система метода перемещений показана на рис. 5.2.

Канонические уравнения метода перемещений:

Z1r11( ) Z2r12 ( ) 0

Z1r21( ) Z2r22 ( ) 0

Рис.5.2

Грузовые реакции равны нулю, т.к. нагрузка узловая. В критическом состоянии (в момент потери устойчивости) Z1 и Z2 0 , тогда нулю равен

определитель, составленный из коэффициентов при неизвестных:

D

 

r11( )

 

r12 ( )

 

0,

D r

( ) r

( ) r

( ) r ( ) 0.

 

 

 

 

r21( )

 

r22 ( )

 

 

11

22

12

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 от угла

Определяем единичные реактивные усилия, строя эпюру M

поворота, Z1 1 и

 

 

2 – от линейного перемещения узлов на Z2 1. При

M

построении не забываем, что эпюра по стойкам криволинейна там, где действует продольная сжимающая сила (рис. 5.3).

78

а

б

 

 

 

 

в

 

Мугл 0

 

 

r11() EI 1,5EI 2 ( 2 ) 0,5EI 0

 

 

r11() 1,5EI 1,5EI 2 ( 2 ).

 

 

Рис. 5.3

Определяли r21( ) , делая сечение по стойкам (рис. 5.4). r21( ) равен сумме поперечных сил по стойкам:

Fkx 0, r21( ) 0,56253 (2 ) 0; r21( ) 0,5625 3 ( 2 ) .

Рис. 5.4

Определяем r12 ( ) , вырезая узлы (рис. 5.5): а б

Рис. 5.5

M угл 0 , r12 ( ) 0,56253 ( )

79

6EI

4

(

2

)

1,5 6

2

(

2

) 0,5625 (

2

) ,

 

2

( ) ( )

l2

 

 

42

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем r22 ( ) , делая сечение по стойкам:

Fkx r22

( )

EI

 

 

 

2

 

12EI

2 (2 )

3EI

 

l

3 (1)

 

 

 

l

3 2

l

3 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r ( ) EI

( )2

12 1,5

(

2

) 3EI .

 

 

22

 

43

1

 

 

 

 

 

 

43

 

 

 

2

 

 

 

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходим, что стойки равноустойчивы, и переходим к одному

параметру :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nкр

v2 EI

;

 

 

 

v

 

Nкрh2

;

 

 

 

 

 

 

 

h2

 

 

 

 

 

EI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P h2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

EI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2P h2

 

1,155

P h2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5EI

 

 

EI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимаем наибольшее значение за :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

;

тогда

 

1

 

 

 

 

1

 

 

0,866;

 

0,866 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1,155

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем границы критического параметра

для той стойки, для

которой взята за единицу (рис. 5.6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.6

Критическийпараметр v находитсявграницах: 2 (рис. 5.7). Условие критического состояния:

D

1,5

1,5

 

(

 

)

 

 

 

 

1

(

)2

18 (

 

)

3

 

 

 

9

 

 

(

 

)

2

0 .

2

2

 

 

2

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

64

1

 

64

2

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

Задаемся значением , пределы которого определили; находим соответствующие функции по таблицам. Подставляем их в определитель и добиваемся, чтобы определитель был равен нулю или его значения были

80

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]