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

sm_rpz_4

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
358.79 Кб
Скачать

21

Визначаємореакціїопордляодиничноїсистеми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

B l 0,

 

 

 

 

1

,

 

 

 

 

 

B 0,

 

 

 

 

 

4l

 

 

 

A l 0,

 

A 4

 

M

A 0,

 

R

R

B

 

 

 

M

R

 

R

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Перевірка

 

 

y 0,

 

 

 

 

 

A

 

RB 0,

 

4

1

1

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

R

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БудуємоепюризгинальнихмоментівM x та

 

 

 

 

x

 

 

(Рис. 4.2)

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

ДілянкаІ-І:

 

0 z1

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4Pl

 

 

 

 

 

M x

 

 

z1 ,

приz1 0, M x

 

 

0 ;

 

 

при z1

,

 

 

 

 

M x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

z ,

 

 

 

приz 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ;

 

при z

 

l

,

 

 

 

 

 

 

 

 

x

4

 

l

 

 

 

 

 

 

 

M

x

 

 

 

 

M

x

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДілянкаІІ-І:

 

 

0 z2

 

 

4

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4Pl

 

 

 

M

x2

 

 

 

z

2

,

 

 

 

 

 

при z

0,

M

x2

0 ;

при z

 

 

 

 

 

l,

 

M

x2

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

Визначаємоплощіепюр M

 

 

 

 

 

таординати

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

l

4

 

Pl 0,016Pl 2 ,

 

 

 

 

 

 

1

 

 

4

 

4

 

Pl 0,064Pl 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

5

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

5

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c1

2

4

l 0,107l,

 

 

 

c2

2

4

l 0,107l,

 

 

c1

 

c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

Y

Y

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Статичнийпрогин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0,016Pl 2 0,064Pl 2) 0,107l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

c

 

Y c

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,63 10

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ст

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EI x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EI x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2.2Визначаємокоефіцієнтдинамічності

K 1 1

2h

 

1 1

2

0,1

111,8 .

 

 

 

д

ст

1,63

10 5

 

 

 

22

4.2.3 Визначаємомаксимальністатичнінормальнінапруження

 

M xmax

4

Pl 480

 

стmax

 

25

1,004 (МПа).

Wx

 

 

Wx 478

 

4.2.4Визначаємомаксимальнідинамічнінапруження

maxд стmax Kд 1,004 111,8 112,2 (МПа).

4.2.5Зметоюзменшеннянапруженьзамінюємоправуопору пружиною (Рис. 4.3).

 

P

пр

A

C

B

 

C

пр

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

B

 

/5

4 /5

Рисунок4.3 – Схемадеформуваннябалки

4.2.6 Визначаємостатичнийпрогинзпружиною

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

3

1,2 10

3

м,

1,63 10

 

 

0,20 6 10

 

ст

 

ст

пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

де BB R

B

 

 

30

10

 

 

6 10

 

м – осадка пружини на

 

 

 

 

пр

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

опоріB відсилиP .

ІзподібностітрикутниківACC і ABB визначаємокоефіцієнт ,

щовстановлюєзалежністьміж іположеннямточкиприкладення

пр

силиP

23

l / 5 0,20 . l

4.2.7Визначаємокоефіцієнтдинамічності

 

 

 

2h

 

2 0,1

13,8 .

Kд 1 1

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

3

 

 

 

1,2 10

 

 

 

ст

 

 

4.2.8Визначаємодинамічнінапруження

дmax стmax Kд 1,004 13,8 13,9 (МПа).

Такимчиномзастосуванняпружноїопоризначнознижуєнапруження, щовиникаютьвнаслідокудару.

5 РОЗРАХУНКИ НА МІЦНІСТЬ ЗУРАХУВАННЯМ СИЛ ІНЕРЦІЇ

5.1 Короткітеоретичнівідомості

Статичним навантаженням називають навантаження, яке достатньоповільнонабуваєсвогозначення. Швидкістьнаростання деформаціївід такого навантаження невелика, а тому можна знехтуванавиникаючимиприцьомусиламиінерції. Цісилинеобхідно врахуватитакож при діїнавантаження, щоспричиняєрухтілаз прискоренням. Такінавантаження, атакожвідповіднінапруження і деформаціїназиваютьдинамічними[1].

При динамічному навантаженні довільний елемент конструкціївкожниймоментчасуможнарозглядатияктакий, що знаходитьсяурівновазіпіддієюзовнішніхсил(втомучислііреакції опор), внутрішніхсилісилінерції. Цеположенняноситьназву принципуДАламбера.

Сили інерції, як івласнавага, є об'ємними силами, що прикладенівкожнійелементарнійчастинціоб'ємутіла.

24

Прирозв'язуваннізадачітребаматинаувазі:

а) Силиінерції, що виникаютьпри обертанніваликаАВ і з'єднаногознимламаногостержняскладаютьсязсиламивласноїваги, алеостанніминехтуютьузв'язкузїхмалістю.

б) Дляспрощеннятребапроводитирозрахункивзагальному виглядіпозначившиінтенсивністьнавантаженнявідсилінерціїчерез q . Рівнодійнісилінерціїнагоризонтальнихівертикальнихділянках,

опорніреакції, ординатиепюрM x требавиражатичерезq іl.

5.2 Прикладрозв'язкузадачі

Валик(l=0,2м) іжорсткоз'єднанийзнимламанийстерженьтого ж поперечногоперерізу(d=0,022м) обертаєтьсязісталою кутовою швидкістю навколоосіАВ.

Необхідно побудувати епюру згинальних моментів від сил інерціїйзнайтидопустимечислообертівваликапридопустимому

напруженні 100 МПата 78 кН3 .

м

5.2.1 Заданоюсистемоюскладаєморозрахунковусхему(Рис.5.1

а, б) зупинивши, згіднопринципуДАламбераобертаннястержня. В результаті маємо плоску статично визначувану раму, котра навантаженарозподіленимнавантаженням, щодорівнюєсиламінерції q1 іq2.

5.2.2 Ділянка CD навантаженасилами інерціїза лінійним законом(увиглядітрикутника).

 

F

2

 

 

F

2

q( Z )

 

Z ,

приZ 0,

qZ 0 ; приZ l,

q(Z )

 

l q1 .

q

g

 

 

 

 

 

 

5.2.3 НаділянціDE силиінерції рівномірнорозподіленіпо

довжиніq2 F 2l const , прицьомувточціD інтенсивністьсил g

інерціїоднакованаобохділянках q1 q2 q .

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

5.2.4 Визначаємоопорніреакції(Рис5.1,б)

 

 

 

 

M A 0,

ql 3l ql 2,5l RB 2l 0

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5ql 2

2,5ql

2

 

 

 

 

 

 

 

 

RB

2l

2ql

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M B 0,

RA 2l ql l ql l 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

0,5ql 2

0,5ql2

 

 

 

 

 

 

 

 

RA

2l

0,5ql

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

B

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

D

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z3

M x 3

RB=2q

z4

M x 4

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

C

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RA=0,5q

 

2

 

 

 

 

 

 

 

M x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

1

M

x1

 

q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

Рисунок5.1 - Задана(а) ірозрахункова(б) схеми.

 

 

26

Перевірка

 

Py 0,

RA RB ql ql 0,

0,5ql 2ql 0,5ql ql 0 .

 

2

 

5.2.5 Епюрузгинальнихмоментів(Рис5.2) будуємоскладаючи рівняння моментів на ділянках системи “обходячи” ї по внутрішньомуконтуру(Дивисьрис. 5.1).

ДілянкаED: 0 Z1 l ,

 

 

 

 

qZ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

ql2

M

x

 

 

1

;

приZ 0,

M

x

0 ;

приZ l,

M

x

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

ДілянкаCD:

0 Z2 l,

M x2 const .

 

 

 

 

 

0,5q

2

 

A

B

 

0,5q

2

 

 

C

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

q

 

+

 

 

2

 

 

 

 

E

D

 

2

 

 

0,5q

+

0,5q 2

Рисунок5.2 - Епюразгинальнихмоментіввідсилінерції.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДілянкаAB:

0 Z3 2l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

x3

R

A

Z

приZ

3

0,

M

x3

0 , при

 

 

 

Z 2l,

 

M

x3

ql 2 .

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

ДілянкаBC:

 

0 Z4 l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

x4

R

(2l Z

) R

B

Z , при

Z

4

0, M

x4

ql2 , при

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

4

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ql2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X 4 l, M x

4

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2.6

Ізепюри

 

Мх

 

випливає, що небезпечний переріз

знаходитьсянаопоріВдеM x M xmax

 

ql 2

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2.7 Із умови міцностіпо нормальним напруженням при згинаннівизначаємодопустимечислообертіввалика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mxmax

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ql

2 F 2l l2

 

d 2 2l3

32

 

 

8 2l

3

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qWx

 

4q d3

 

 

 

 

Wx

 

 

 

 

 

 

 

 

qd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 9 81 0,022 10

2

 

 

 

 

 

 

 

qd

 

 

 

 

- 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65,75 (с),

3

 

 

 

8 7,8 0,2

3

 

 

 

 

8 l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Звідки

 

30

 

65 75 30

628,18 (об/хв).

n

 

 

3,14

 

Такимчиномпритакійшвидкостіобертанняваликанапруження унебезпечнихточкахконструкціїнеперевищуватимутьдопустимих, тобтоміцністьконструкціїзабезпечена.

28

ЛІТЕРАТУРА

1.Опір матеріалів: Підручник / Г.С. Писаренко, О.А. Квітка, Е.С. Уманський; заред. Г.С. Писаренка/ -К.: Вищашк., 1993. - 655 с.

2.Сопротивление материалов: Методические указания и контрольнаыезадания/А.В.Дарков, Б..Кутуков- 14-еизд. -M: Высш.

шк., 1985. - 56 c.

3.Контрольнізавданнязкурсу"Опірматеріалів" /- ЗДТУ, 1999 - 50 c.

4.Сопротивлениематериалов/ Подред. ПисаренкоГ.С. 15-e изд. - К.:

Выщ. шк., 1986. -775 c.

5. Справочник посопротивлению материалов / Писаренко Г.С., ЯковлевА.П., МатвеевВ.В.; отв. ред. ПисаренкоГ.С. -2-e изд. -K.: Наук. думка, 1988. -736 c.

29

Додаток

Коефіцієнти умовного напруження на стискання

 

 

Таблиця1

 

 

 

СтальСт0

Гнучкість

 

 

0

1,00

 

10

0,99

 

20

0,97

 

30

0,95

 

40

0,92

 

50

0,89

 

60

0,86

 

70

0,81

 

80

0,75

 

90

0,69

 

100

0,60

 

110

0,52

 

120

0,45

 

130

0,40

 

140

0,36

 

150

0,32

 

160

0,29

 

170

0,26

 

180

0,23

 

190

0,21

 

200

0,19

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]