Введение

Балками называют элементы конструкций, которые работают в основном на поперечный изгиб. Они входят в состав рам различного направления - вагонов, станков, станин, каркасов зданий, перекрытий мостов и других механических конструкций и машин. Наиболее часто применяют сварные балки двутаврового и коробчатого профилей. Двутавровые балки хорошо сопротивляются изгибу в плоскости своей наибольшей жесткости, коробчатые – изгибу в разных плоскостях и кручению. Вопрос выбора конструкции решается с экономической позиции, а иногда с учетом общей компоновки и эстетики. Большинство балок имеют профиль, постоянный по всей длине.

В данной работе будет разработана конструкция сварной балки со свободно опертыми концами. Балка нагружена равномерной нагрузкой от собственного веса и двумя сосредоточенными грузами (вес тележки с грузом), которые могут перемещаться по балке (Рис. 1).

Рис. 1 Сварная балка.

Исходные данные:

• длина балки L=18м

• равномерная нагрузка от собственного веса q=3кН/м

• вес тележки с грузом P=100кН

• расстояние между осями тележки d=2м

• материал конструкции ВСт3сп

1 Определение расчетных усилий изгибающего момента м и поперечной силы q

1.1 Построение линий влияния моментов

Определим координаты линий влияния моментов:

где L - длина балки, ;

- координата линии влияния;

- координата линии влияния.

1.2 Определение изгибающих моментов от сосредоточенных сил

Изгибающие моменты от сосредоточенных сил определяем по формуле:

где - расстояние между осями тележки, ;

- вес тележки с грузом, .

Рассчитаем изгибающие моменты от сосредоточенных сил:

1.3 Определение изгибающих моментов от равномерно распределенной нагрузки

Изгибающие моменты от равномерно распределенной нагрузки определяем по формуле:

где - равномерная нагрузка от собственного веса, .

Рассчитаем изгибающие моменты от равномерно распределенной нагрузки:

1.4 Определение суммарных величин изгибающих моментов от сосредоточенных сил и равномерно распределенной нагрузки

Суммарную величину изгибающих моментов определяем по формуле:

Рассчитаем суммарные величины изгибающих моментов:

1.5 Определение требуемого момента сопротивления

Требуемый момент сопротивления определяется по формуле:

где - максимальный суммарный момент от сосредоточенных сил и равномерно

распределенной нагрузки, ;

- предельно допустимое напряжение на растяжение, для стали ВСт3сп является

.

Рассчитаем требуемый момент сопротивления: