- •6. Напряжение в точке. Полное, нормальное, касательное напряжения. Размерности напряжения.
- •9 Эпюра продольных сил. Напряжения в поперечных сечениях бруса.
- •10Эпюра напряжений Напряжения в наклонных сечениях.
- •18.Принципы расчёта простейших статически неопределимых систем при растяжении-сжатии. Уравнение совместности деформаций.
- •35 . Напряжение при кручении прямого бруса круглого поперечного сечения.
- •17)Расчет по методу предельных состояний. Коэффициент надежности. Нормативные и расчетные сопротивления.
- •19) Расчеты простейших статически неопределимых систем при растяжении-сжатии при изменении t и при изготовлении с неточностями.
- •21)Геометрические характеристики плоских сечений. Статические моменты площади. Осевой, полярный и центробежный моменты инерции.
- •22) Осевые моменты инерции для прямоугольника, треугольника и круга
- •23) Зависимость между моментами инерции для || осей и при повороте координатных осей
- •40. Изгиб прямого бруса.
- •44. Зависимость м/д изгибающим моментом и ривизной оси бруса.
- •46. Касательные напряжения в тенке и полках двутавра. Рациональное сечение балок. Главные напряжения при изгибе.
- •48. Концентрации напряжений. Коэффициент концентрации.
44. Зависимость м/д изгибающим моментом и ривизной оси бруса.
Характер
изменения изгибающих моментов и
поперечных сил по длине бруса обычно
изображается графиками-эпюрами, по
которым определяются их расчётные
значения. Под влиянием Изгиб ось бруса
искривляется, ее кривизна определяется
выражением
где r — радиус кривизны оси изогнутого
бруса в рассматриваемом сечении; Е —
модуль продольной упругости материала
бруса. В случаях малых деформаций
кривизна приближённо выражается второй
производной от прогиба V, а поэтому
между координатами изогнутой оси и
изгибающим моментом существует
дифференциальная зависимость
называемая дифференциальным уравнением
оси изогнутого бруса. Решением этого
уравнения определяется упругая линия
балки (бруса).
Жёсткость — способность конструктивных элементов деформироваться при внешнем воздействии без существенного изменения геометрических размеров.
Основной характеристикой жёсткости является коэффициент жёсткости, равный силе, вызывающей единичное перемещение в характерной точке (чаще всего в точке приложения силы).
В случаях малых одномерных деформаций (в пределах зоны упругости, где справедлив Закон Гука) жёсткость можно определить как произведение модуля упругости E (при растяжении, сжатии и изгибе) или G (при сдвиге и кручении)
жёсткость изгибаемого стержня, определяемая как произведение модуля упругости материала на момент инерции его поперечного сечения относительно нейтральной оси.
Нормальные напряжения при изгибе определяются по формуле:
где
Мх - изгибающий момент в сечении;
- момент инерции сечения относительно нейтральной оси поперечного сечения (нейтральная ось - это ось, в любой точке которой нормальные напряжения всегда равны нулю);
у - расстояние до волокна от нейтральной оси
Касательные
напряжения при изгибе могут быть
определены по формулеД. И. Журавского:
где Qx - поперечная сила в сечении;
- статический момент площади отсеченной части поперечного сече-ния выше уровня, на котором определяются касательные напряже-ния, относительно нейтральной оси;
b - ширина сечения на уровне, для которого определяются напряжения.
45.
Касательное напряжение при изгибе
брусьев сплошных сечений( формула
Журавского)Касательные
напряжения определяются формулой
Журавского:
,
где Qy-поперечная сила; Sx(y)
— статический момент отсеченной части
бруса относительно нейтральной оси
той части площади, которая расположена
ниже или выше слоя, отстоящего на
расстоянии "y"
от нейтральной оси; Jx
— момент инерции всего
поперечного сечения относительно
нейтральной оси, b(y)
— ширина сечения в слое, на котором
определяются касательные напряжения.
46. Касательные напряжения в тенке и полках двутавра. Рациональное сечение балок. Главные напряжения при изгибе.
а) прямоугольное сеч
б) двутавровое сеч
Касательные
напряжения определяются формулой
Журавского:
,
где Sx(y)
— статический момент относительно
нейтральной оси той части площади,
которая расположена ниже или выше слоя,
отстоящего на расстоянии "y"
от нейтральной оси; Jx
— момент инерции всего
поперечного сечения относительно
нейтральной оси, b(y)
— ширина сечения в слое, на котором
определяются касательные напряжения.
Для
прямоугольного сечения:
,
F=bh,
для круглого сечения:
,
F=R2,
для сечения любой формы
,
k— коэфф., зависящий от формы сечения (прямоугольник: k= 1,5; круг - k= 1,33).
Несущая способность балки, т.е. наибольший изгибающий момент, который может выдержать балка, оценивается произведением RWx и зависит не только от качества материала, но и от формы поперечного сечения балки. К рациональным относятся такие сечения, которые обеспечивают наибольшую несущую способность при наименьшей затрате материала, что снижает массу конструкции. Требование увеличения Wx-момента сопротивления является единственным. Более сложные формы сечений всегда менее технологичны. Переходя к ним, необходимо позаботиться об устойчивости отдельных элементов сечения, о достаточной жесткости при возможных горизонтальных нагрузках,работающих на изгиб, привело к созданию прокатных профилей типа двутавра,швеллера,уголка. В качестве показателя рациональности формы сечения принята безразерная характеристика wx? Названная удельным моментом сопротивления: wx= Wx/ корень из A в кубе.
Определение главных напряжений в брусьях при растяжении-сжатии, кручении, изгибе
1) кручение (нсчс)
2) изгиб (лнс)
определив угол выбираем площадку с наиб. норм. напр. и поварачиваем ее на α против часовой стрелки
При анализе разрушений композиционных материалов (в частности, слоистых) во время механических испытаниях видно, что разрушения происходят с отклонениями от теоретически определённых траекторий главных напряжений. Траектории главных напряжений при этом определяются по формулам сопротивления материалов. Этот факт авторы испытаний объясняют действиями неучтённых геометрических факторов, остаточными напряжениями и т.д.
