- •Интернет-тестирование по сопротивлению материалов
- •Введение
- •Общая структура интернет-теста по сопротивлению материалов, система его оценки и особенности выполнения
- •Методика подготовки к интернет-тестам по сопротивлению материалов
- •Справочные материалы для подготовки к интернет-тестам по сопротивлению материалов
- •Введение в курс
- •Растяжение и сжатие
- •Примеры
- •Сдвиг. Кручение
- •Примеры
- •Напряженное и деформированное состояние материала в точке
- •Примеры
- •Геометрические характеристики поперечных сечений стержня
- •3.5.1. Основные понятия и формулы
- •3.5.2. Геометрические характеристики некоторых плоских сечений
- •Примеры
- •Плоский прямой изгиб
- •Сложное сопротивление
- •Примеры
- •Статически неопределимые системы
- •Устойчивость сжатых стержней
- •Сопротивление динамическим и периодически меняющимся во времени нагрузкам
- •Примеры
- •Решение
- •Литература
- •Приложения Двутавры стальные горячекатаные по гост 8239-89
- •Швеллеры стальные горячекатаные по гост 8240-89
- •Коэффициенты продольного изгиба
- •Определение критической силы при напряжениях, превышающих предел пропорциональности
- •Значения эмпирических постоянных коэффициентов а, b и с для некоторых материалов
- •Коэффициенты сен-венана
Устойчивость сжатых стержней
|
Устойчивое упругое равновесие |
Упругое равновесие сжатого стержня считается устойчивым, если малым возмущающим факторам соответствуют малые отклонения от исходной формы равновесия, и при снятии возмущающих факторов система возвращается в исходное состояние. |
|
Критическая
сила
|
Величина
продольной сжимающей силы
|
|
Критическое
напряжение
|
Абсолютная
величина нормального напряжения
сжатия
|
|
Гибкость
стержня
|
Величина
|
|
Коэффициент
приведения длины
|
|
|
Формула Эйлера для определения критических напряжений |
|
|
Формула Эйлера для определения критической силы |
|
|
Пределы применимости формулы Эйлера |
Формула
Эйлера выведена в предположении
линейной упругой работы материала
(выполняется закон Гука), т.е.
Для
стали Ст3
|
|
Формула Ясинского (для стержней средней гибкости) |
Для
стали Ст3
|
|
Условия устойчивости |
|
Пример
1.
Стержень прямоугольного сечения с
размерами
см,
см,
длиной l=2
м нагружен
силой F.
Модуль упругости материала
МПа, предел пропорциональности
240МПа.
Определить значение критической силы.

Решение
Определим
гибкость стержня. Минимальный момент
инерции сечения
.
Минимальный радиус инерции сечения
см.
Учитывая, что
,
гибкость
.
Чтобы
убедиться, что данный стержень является
стержнем большой гибкости, определим
.
Найденная
гибкость
,
следовательно, критическая сила
определяется по формуле Эйлера (все
величины в СИ):
кН.
Ответ: 40,2 кН.
Сопротивление динамическим и периодически меняющимся во времени нагрузкам
|
Силы инерции |
Силы
инерции порождаются движением масс
с ускорением
| |
|
Расчет на прочность с учетом сил инерции (квазистатический подход) |
Силы инерции добавляются к статическим нагрузкам; далее расчет проводится аналогично статическому | |
|
Динамический коэффициент при подъеме груза с ускорением а |
g – ускорение свободного падения | |
|
Динамический коэффициент при спуске груза с ускорением |
g – ускорение свободного падения | |
|
Ударная нагрузка |
Нагрузка называется ударной, если она прикладывается к телу в течение очень короткого промежутка времени (практически мгновенно) | |
|
Основные положения технической теории удара |
Ударяющее тело считается абсолютно неупругим, ударяемое – абсолютно упругим; деформации мгновенно распространяются на весь объем ударяемого тела и подобны статическим; потерями энергии при ударе можно пренебречь | |
|
Динамические нагрузки, усилия, напряжения, перемещения при ударе |
| |
|
Динамический коэффициент (без учета массы ударяемого тела) |
| |
|
Динамический коэффициент при мгновенном приложении нагрузки |
h=0, следовательно
| |
|
Циклические нагрузки |
Динамические нагрузки, периодически изменяющие величину во времени | |
|
Синусоидальные циклы нагружения |
Циклические нагрузки, меняющиеся во времени по закону синуса или косинуса | |
|
Нормальные напряжения для произвольного синусоидального цикла |
| |
|
Период T и частота цикла |
Период
T
- время, в течение которого происходит
полное повторение циклически
меняющегося фактора;
| |
|
Коэффициент асимметрии цикла |
| |
|
Амплитуда цикла |
| |
|
Среднее напряжение цикла |
| |
|
Характеристика цикла |
| |
|
Симметричный цикл |
|
|
|
Знакопостоянные циклы Частный случай, когда r=0 или r=-, называется пульсационным циклом |
| |
|
Знакопеременные циклы |
| |
|
Усталость материалов |
Явление снижения прочностных свойств материалов при циклическом нагружении | |
|
Предел
выносливости (усталости)
|
Максимальное напряжение, при котором материал способен выдержать, не разрушаясь, практически неограниченное число циклов нагружения | |
|
Кривая
выносливости (Велера) для материала,
имеющего теоретический предел
выносливости
|
| |
|
Факторы, влияющие на величину предела выносливости |
| |
|
Общий поправочный коэффициент |
| |
|
Действительный предел выносливости |
| |






