- •ВВЕДЕНИЕ
- •1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
- •1.1 УЧЕБНАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАМА
- •1.2 КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
- •1.1.2. Расчетные схемы
- •1.1.3. Степень изменяемости системы
- •1.1.4. Образование и кинематический анализ систем
- •1.1.5. Исследование неизменяемых ферм
- •Тема 2 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМЫХ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ ПРИ ДЕЙСТВИИ НЕПОДВИЖНОЙ НАГРУЗКИ
- •1.2.1. Общие методы определения сил в связях плоских систем. Основные предпосылки к расчётам.
- •1.2. 2. Статический метод: способ вырезания узлов, способ сечений, способ моментной точки и способ проекций.
- •1.2.3. Основы кинематического метода.
- •1.2.4. Основы метода замены связей.
- •Тема 3 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМЫХ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ ПРИ ДЕЙСТВИИ ПОДВИЖНОЙ И ВРАЩАЮЩЕЙСЯ НАГРУЗКИ
- •1.3.1. Теория линий влияния. Основные понятия.
- •1.3.2. Линии влияния опорных реакций.
- •1.3. 3. Линии влияния изгибающих моментов и поперечных сил для однопролетных и консольных балок.
- •1.3.4. Линии влияния для шарнирной балки
- •1.3.5. Линии влияния при узловой передаче нагрузки.
- •1.3.6. Кинематический метод построения линий влияния.
- •1.3.7. Определение невыгоднейшего загружения линий влияния.
- •1.3.8. Построение линий влияния усилий в стержнях простейших ферм.
- •1.3.9. Теория окружностей влияния. Основные понятия
- •1.3.10. Определение усилий и напряжений по окружностям влияния.
- •1.4.2. Действительная работа внешних и внутренних сил. Потенциальная энергия деформации
- •1.4.3. Возможная работа внешних и внутренних сил
- •1.4.4. Теоремы о взаимности работ и взаимности перемещений
- •1.4.6. Теорема о взаимности реакций и перемещений
- •1.4.7. Общая формула для определения перемещений плоской стержневой системы (метод Мора)
- •1.4.8. Вычисление интегралов Мора
- •1.4.9. Определение перемещений от температурных и дислокационных воздействий
- •1.5.1. Статистически неопределимые системы
- •1.5.2. Общие предпосылки методов расчета статистически неопределимых систем
- •1.5.3. Метод сил
- •Тема 5 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
- •1.6.1 Общие требования к металлическим конструкциям
- •1.6.2 Расчет на статическую прочность по допускаемым напряжениям
- •Тема 6. МАТЕРИАЛЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ. УСТАЛОСТНАЯ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
- •2.1.1. Требования к материалам металлических конструкций и их характеристики
- •2.1.2. Рекомендации по выбору стали с учетом условий эксплуатации.
- •2.1.3. Сортамент
- •2.2.1. Нагрузки, действующие на металлоконструкции машин
- •2.2.2. Расчет на статическую прочность по допускаемым напряжениям
- •2.2.4. Расчет на надежность.
- •2.2.5. Основы расчета конструкций на устойчивость
- •2.3.1. Механизм усталостного разрушения
- •2.3.2. Факторы, влияющие на усталостную долговечность
- •Тема 7. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •2.4.1. Сварные соединения.
- •2.4.2. Заклепочные и болтовые соединения.
- •Тема 8. БАЛКИ. РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ (ФЕРМЫ). РАМЫ
- •2.5.1. Общая характеристика балок
- •2.5.2. Расчет балок из проката
- •2.6.1. Решетчатые конструкции дорожно-строительных машин.
- •2.6.2. Классификация решетчатых конструкций.
- •2.6.3. Рекомендации по проектированию решетчатых конструкций.
- •Тема 9. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ РАЗЛИЧНЫХ МАШИН
- •2.7.1. Особенности расчета металлоконструкций башенных кранов
- •2.7.2. Особенности расчета рамных конструкций землеройных машин с навесным оборудованием
- •II ПРАКТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
- •2.1 Темы практических занятий
- •2.2 Темы курсовых проектов (работ)
- •ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6
- •3.1 Вопросы для самоконтроля
- •IV ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ (ЛИТЕРАТУРА)
- •4.1 Основная литература
- •4.2 Дополнительная литература
1)Линии центров тяжести поперечных сечений всех сходящихся в узле стержней должны пересекаться в центре узла.
2)Узлы ферм должны содержать минимальное количество вспомогательных промежуточных элементов и иметь, возможно, простую форму. Не допускать скученности швов. Последнее может привести к хрупкому разрушению.
3)При присоединении стержней к косынке нужно стремиться к тому, чтобы усилия, переходя от стержня к косынке, распределялись по ней равномерно.
2.4.2. Заклепочные и болтовые соединения.
Заклепочные соединения используют преимущественно при плохой свариваемости соединяемых деталей или при недопустимости их нагрева при сварке. При проектировании заклепочного соединения рекомендуется принимать минимальное расстояние между осями соседних заклепок равным 3d, а между осью заклепки и краем детали не менее (1.5…2)d, где d – диаметр заклепки. Суммарная толщина соединяемых деталей не должна превышать 5d. Расчет заклепочного соединения. Включает проверку прочности соединяемых деталей и расчет на прочность самих заклепок. При этом определяют напряжения в сечениях, ослабленных отверстиями под заклепки (например, в сечении А – А на рис.2.4.6).
Рис.2.4.6
Заклепки рассчитывают на срез и на смятие в два этапа. Сначала выявляют наихудший случай нагружения, что сводится к поиску наиболее нагруженной заклепки и определению усилия среза Tmax, действующего на нее. Затем проверяют прочность этой заклепки. Известно два метода расчета заклепочных соединений. При так называемом широком заклепочном поле (b/a<3, рис.2.4.6,а) принимают, что деформация заклепок от действия момента М происходит при повороте деталей относительно центра О заклепочного поля. При узком заклепочном поле (b/a≥3, рис.2.4.6,б) принимают, что деформация происходит аналогично изгибу балки, причем, наиболее нагруженными оказываются заклепки, наиболее удаленные от оси балки. В обоих методах допускают, что продольная N и поперечная Q силы воспринимаются равномерно всеми заклепками.
Определим силу Tmax для узкого заклепочного поля (рис.2.4.6,б), нагруженного моментом М, продольной силой N и поперечной силой Q.
Момент М уравновешивается суммой моментов Ri hi , передаваемых на каждую пару горизонтальных рядов полустыка:
j
M R1 h1 R2 h2 ... Rj hj Ri hi ,
i 1
где j mГ
2 при четном числе горизонтальных рядов mГ
рядов. |
Из |
|
подобия треугольников следует |
Ri |
||||
j |
|
2 |
|
|
R1 |
j |
|
|
M R1 |
|
hi |
|
|
hi 2 . |
|
||
h1 |
|
|
||||||
i 1 |
|
|
|
|
h1 i 1 |
|
||
Отсюда определим суммарную силу сопротивления внешнего ряда при действии на соединение момента М:
R1 Mj h1 ,
hi 2
i 1
|
|
|
(2.4.13) |
||
и |
j mГ |
1 2 при нечетном числе |
|||
R h |
h |
или R R |
hi |
. Тогда |
|
|
|||||
1 |
i |
1 |
i 1 h |
||
|
|
|
1 |
|
|
R1 , создаваемую всеми заклепками
где h1 – расстояние между внешними горизонтальными рядами заклепок; hi – расстояние между рядами, симметрично расположенными относительно оси.
На одну заклепку внешнего ряда действует сила |
|
R1 |
, где m – число вертикальных рядов в |
||
|
m |
||||
|
|
|
|
|
|
полустыке. |
|
|
|
|
|
Найдем T Tmax как геометрическую сумму составляющих |
|||||
|
|
|
|
|
(2.4.14) |
Tmax |
2 |
2 |
|
|
|
R1 m N n |
Q n |
, |
|
||
где n m mГ – общее число заклепок в полустыке. Для широкого заклепочного соединения получаем:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.4.15) |
Tmax |
|
R1x N n |
2 |
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
R1y Q n |
; |
|
|
||||||
R1x |
|
M y1 |
; R1y |
M x1 |
|
|
, |
(2.4.16) |
|||
n |
|
|
n |
|
|
||||||
|
xi2 yi2 |
|
|
|
xi2 yi2 |
|
|
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
где x1, y1 – координаты наиболее нагруженной заклепки, находящейся на наибольшем расстоянии от центра О; xi , yi – координаты i-й заклепки полустыка; n – число заклепок в полустыке.
Определив Tmax, приступаем к проверке прочности наиболее нагруженной заклепки на срез и смятие:
|
4Tmax |
k R |
|
|
; |
(2.4.17) |
|||
k |
d 2 |
|
|
||||||
|
|
y |
ср |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tmax |
|
k R |
|
, |
|
|
|
zd |
|
|
(2.4.18) |
|||||
|
см |
|
y см |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
где kП – число поверхностей среза; z – наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении ( z 1 3 при 1 3 < 2 , в противном случае z = 2 ); d – диаметр заклепки;
k у – коэффициент условий работы; Rср , Rcм – расчетные сопротивления срезу и смятию.
