Решение ргр растяжение сжатие

Пример решения задачи на растяжение и сжатие

Условие задачи на растяжение и сжатие

Стальной стержень (модуль Юнга кН/см2) с размерами см; см, см и площадью поперечного сечения нижнего участка см2, а верхнего – см2 нагружен внешними осевыми силами кН и кН. Построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений . Оценить прочность стержня, если предельное напряжение (предел текучести) кН/см2, а допускаемый коэффициент запаса . Найти удлинение стержня .

Расчетная схема для задачи на растяжение и сжатие

рис 3.2

Решение пример задачи на растяжение и сжатие

Определяем значение опорной реакции , возникающей в заделке

Учитывая, что , направим опорную реакцию вниз. Тогда из уравнения равновесия находим:

кН.

Строим эпюру продольных сил

Разбиваем длину стержня на три участка. Границами участков являются сечения, в которых приложены внешние силы и (или) изменяется размер поперечного сечения стержня.

Воспользуемся методом сечений. Делаем по одному сечению в произвольном месте каждого из трех участков стержня.

Cечение 1 – 1. Отбросим (или закроем листком бумаги) верхнюю часть стержня (рис. 3.2, б). Само сечение 1 – 1 мысленно считаем неподвижным. Мы видим, что внешняя сила растягивает рассматриваемую нижнюю часть стержня. Отброшенная нами верхняя часть стержня противодействует этому растяжению. Это противодействие мы заменим внутренней продольной силой , направленной от сечения и соответствующей растяжению. Разрушения стержня не произойдет только в том случае, если возникающая в сечении 1 – 1 внутренняя продольная сила уравновесит внешнюю силу . Поэтому очевидно, что

кН.

Сечение 2 – 2. Внешняя сила растягивает рассматриваемую нами нижнюю часть стержня, а сила ее сжимает (напомним, что 2 – 2 мы мысленно считаем неподвижным). Причем, согласно условию задачи, . Чтобы уравновесить эти две силы, в сечении 2 – 2 должна возникнуть внутренняя сила , противодействующая сжатию, то есть направленная к сечению. Она равна:

кН.

Сечение 3 – 3. Отбросим теперь часть стержня, расположенную ниже этого сечения. Внутренняя продольная сила должна уравновесить внешнюю (реактивную) сжимающую силу . Поэтому она направлена к сечению и равна:

кН.

Легко убедиться в том, что полученный результат не изменится, если мы отбросим не нижнюю, а верхнюю часть стержня. В этом случае продольная сила также противодействует сжатию. Она равна:

кН.

При построении эпюры продольных сил будем пользоваться следующим правилом знаков: внутренняя продольная сила, возникающая в поперечном сечении стержня, считается положительной, если она противодействует растяжению стержня, и отрицательной, если она противодействует его сжатию. Оно вводится для того, чтобы можно было наглядно видеть, какая часть стержня испытывает деформацию растяжения, а какая часть – деформацию сжатия. Это обстоятельство может оказаться крайне важным, в частности для стержней из хрупкого материала, которые имеют разные допускаемые напряжения на растяжение и на сжатие.

Таким образом, мы установили, что в любом сечении нижнего участка стержня внутренняя продольная сила противодействует растяжению и равна кН. В любом сечении среднего и верхнего участков стержня имеет место деформация сжатия, поэтому кН.

Для построения эпюры продольных сил проводим тонкой линией ось, параллельную оси стержня z (рис. 3.2, д). Вычисленные значения продольных сил в выбранном масштабе и с учетом их знака откладываем от этой вертикальной оси. В пределах каждого из участков стержня продольная сила остается постоянной, поэтому мы как бы «заштриховываем» горизонтальными линиями соответствующий участок.

Отметим, что каждая линия «штриховки» (то есть ордината эпюры) в принятом масштабе дает значение продольной силы в соответствующем поперечном сечении стержня.

Полученную эпюру обводим жирной линией.

Анализируя полученную эпюру, мы видим, что в местах приложения внешних сил на эпюре имеет место скачкообразное изменение продольной силы на величину, равную значению соответствующей внешней силы. Причем изменение поперечного размера стержня, как это видно из рис. 3.2, д, никак не сказывается на характере эпюры .

Строим эпюру нормальных напряжений

Нормальное напряжение, возникающее в k–м поперечном сечении стержня при растяжении (сжатии), вычисляется по следующей формуле

где и – продольная сила и площадь k–го поперечного сечения стержня соответственно.

В первом поперечном сечении стержня нормальное напряжение равно

кН/см2,

во втором –

кН/см2,

в третьем –

кН/см2.

Строим по вычисленным значениям эпюру (рис. 3.2, е). В пределах каждого из участков стержня напряжения постоянны, то есть эпюра напряжений параллельна оси. Заметим, что в отличие от эпюры N, на эпюре «скачок» имеет место не только в местах приложения внешних сил, но и там, где происходит изменение размеров поперечного сечения стержня.

Оцениваем прочность стержня

Сопоставляем наибольшее (по модулю) нормальное напряжение , которое в нашем примере возникает во втором сечении стержня, с допускаемым напряжением . Напомним, что допускаемое напряжение представляет собой долю от предельного напряжения , то есть от напряжения, при котором начинается разрушение материала. Разрушение стали, как пластичного материала, начинается при появлении значительных остаточных деформаций. Поэтому для стали предельное напряжение равно пределу текучести: . Тогда

кН/см2.

Условие прочности имеет вид . В нашем случае

кН/см2 > кН/см2,

следовательно, прочность стержня на втором участке не обеспечена.

Таким образом, площадь поперечного сечения стержня на втором участке, равную см2, нам необходимо увеличить.

Несложный анализ показывает, что на других участках стержня условие прочности выполняется.

Из условия прочности определяем требуемую площадь поперечного сечения стержня на втором участке:

см2.

Принимаем на втором участке см2.

Вычисляем удлинение всего стержня

При переменных по длине стержня значениях продольной силы и площади поперечного сечения удлинение вычисляется по формуле

где E – модуль Юнга, а – длина соответствующего участка стержня.

Тогда

см.

Таким образом, длина стержня уменьшается на мм.

Задача по сопромату на растяжение и сжатие для самостоятельного решения

Условие задачи на растяжение и сжатие

Стальной стержень (модуль Юнга кН/см2) находится под действием внешних осевых сил и (рис. 3.1). Построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений . Оценить прочность стержня, если предельное напряжение (предел текучести) кН/см2, а допускаемый коэффициент запаса . Найти удлинение стержня .

Схемы для задачи на растяжение и сжатие

Исходные данные к задаче на растяжение и сжатие

Номер схемы	F, см2	a, м	b, м	c, м	P, кН
1	2,0	1,2	1,4	1,6	11
2	2,2	1,4	1,6	1,4	12
3	2,4	1,8	1,6	1,2	13
4	2,6	1,6	2,0	1,0	14
5	2,8	2,0	1,8	1,2	15
6	3,0	2,2	1,6	1,4	16
7	3,2	2,4	1,4	1,6	17
8	3,4	2,6	1,2	1,8	18
9	3,6	2,8	1,0	1,4	19
3,8	2,4	1,6	1,2	20

Источник

Первая тема сопротивления материалов — это растяжение-сжатие. Задачи на растяжение сжатие в сопромате — довольно простая тема. И сейчас я это докажу.

Прежде всего растяжение — мы интуитивно понимаем — удлинение, увеличение размеров. А сжатие — уменьшение длины, укорочение.

При изучении растяжения-сжатия используется один и тот же подход ко всем задачам, ко всем расчетным схемам. А именно — метод сечений. О нем мы расскажем в отдельной записи. А пока, ниже вы видите видео уроки на эту тему. Надеюсь вам будет полезно и удобно изучать эту тему со мной.

Что такое растяжение-сжатие

Прежде всего нужно сказать, что растяжение-сжатие — это такой вид деформации (относительного изменения размеров), при котором одно плоское сечение относительно другого удаляется параллельно исходному положению.

Растяжение-сжатие в сопротивлении материалов - Деформация растяжения-сжатия

Пример деформации растяжения-сжатия. Схема приложения

Все это звучит сложно, но посмотрите видео и Вы все поймете!

Подход в решении задач на растяжение-сжатие

Видео урок — Как отличить растяжение от сжатия. Приводится объяснение основного метода расчета задач по сопротивлению материалов — метод сечений

В первом видео уроке объясняется сам процес возникновения деформации растяжения-сжатия. Как отличить растяжение от сжатия. Приводится объяснение основного метода расчета задач по сопротивлению материалов — метод сечений.

Здесь рассмотрены задачи для стержня, имеющего сплошное поперечное сечение. На такой стержень может действовать как одна сила, так и несколько.

Растяжение-сжатие в стержневых конструкциях

видео урок Растяжение-сжатие в стержневых конструкциях

Во втором видео уроке приводится решение задачи на растяжение-сжатие для системы стержневых конструкций. Приведены методика и план решения задачи по сопротивлению материалов на тему растяжение-сжатие.

Учет собственного веса в задачах сопротивления материалов на растяжение-сжатие

видео урок — Учет собственного веса в задачах сопротивления материалов на растяжение-сжатие

Третья задача на растяжение-сжатие стержней с учетом собственного веса. Приведен пример решения задачи и доступно рассказывается как можно учесть собственный вес конструкции при расчете на растяжение-сжатие.

Растяжение-сжатие с учетом собственного веса в стержнях с двумя участками

Задача на растяжение сжатие, более сложный случай. В этой задаче стержень состоит из нескольких участков. Здесь необходимо учитывать собственный вес — для стержня, испытывающего деформацию растяжения или сжатия, который состоит из нескольких участков. Здесь же приводится методика построения эпюр внутренних усилий при этих видах деформации.

Удлинение стержня при деформации растяжения-сжатия

видео урок — Удлинение стержня при деформации растяжения-сжатия

Приведен пример расчета на растяжение-сжатие когда нужно определить удлинение стержня. Удлинение (при растяжении) или укорочение (при сжатии) — это изменение размеров стержня вдоль оси приложения продольной нагрузки. Об этом в пятом видео уроке.

Определение удлинения стержня с учетом собственного веса при растяжении-сжатии

Определение изменения длины стержня с учетом собственного веса. Особенности формулы для определения удлинения (изменения длины) при растяжении-сжатии с учетом собственного веса.

Итак на этой странице приведены видеоуроки на основные темы в растяжении-сжатии. Планируется запись еще темы в которой будут рассматриваться статически неопределимые задачи на растяжение-сжатие.

Конечно это не все задачи, которые может понадобиться решить реальному инженеру, как инженеру-механику, так и инженеру-строителю. Встречаются разные случаи, когда нужно применять сообразительность.

Метод сечений в задачах на растяжение сжатие

Однако подход в решении всех задач на растяжение-сжатие всегда одинаков и состоит из следующих шагов:

рассекаем наш стержень (а именно так называют элемент конструкции, который испытывает деформацию растяжения-сжатия)
рассматриваем равновесие одной из частей стержня рассматривая внешние, приложенные к стержню усилия и внутреннее усилие, которое формируется силами межатомного взаимодействия
внутреннее усилие направляем от сечения рассматриваемой части стержня к оставшейся части стержня (для статически определимых систем) или используя интуицию и опыт направляем так, чтобы направление внутреннего усилия совпало с направлением действия деформации (на растяжение или на сжатие)
из суммы проекций на соответствующую ось или, если это возможно, суммы моментов относительно точки находим нужное внутреннее усилие.

В статически неопределимой задаче нужно к указанным действиям добавить еще одно уравнение которое называется деформационным.

Растяжение-сжатие в сопротивлении материалов одна из наиболее простых тем, разнообразие задач, правда, довольно широко. Но именно растяжение-сжатие в сопротивлении материалов учит тому, как нужно правильно и везде одинаково, несмотря на разнообразие расчетных схем, применять один и тот же подход к решению — метод сечений. В классическом курсе сопротивления материалов это первая тема — растяжение-сжатие.

список видео уроков по сопромату в котором темы раскрываются одна за другой. рекомендую для изучения сопромата

Ну а если возникнут сложности, если Вы предпочитаете заниматься индивидуально — обратитесь ко мне — помогу!

skype: zabolotnyiAN,

e-mail: zabolotnyiAN@gmail.com

Остались вопросы?

Все вопросы, которые у Вас могут возникнуть — рассмотрены в рубрике Условия и цена онлайн обучения сопромат и строймех. Для связи со мной используйте страницу «Контакты» или всплывающий внизу справа значок мессенджера.

Рубрики

Задачи по сопротивлению материалов с решениями, примеры, Растяжение — сжатие, Сопромат онлайн

Метки

внутренние усилия, задачи курса сопротивление материалов, классический курс сопротивления материалов в решениях задач, краткий курс сопротивления материалов, курс сопромата для чайников, Построение эпюр продольных сил, растяжение сжатие сопромат, растяжение сжатие сопротивление материалов, сопромат для чайников, Сопромат Примеры решения задач на растяжение-сжатие, сопромат репетитор, Сопромат это легко, Сопротивление материалов, сопротивление материалов краткий курс, сопротивление материалов примеры решения задач, эпюры растяжения сжатия

Источник

1 Содержание РГР. Растяжение сжатие…. Определение усилий в стержнях и расчет их на прочность….. Определение усилий в стержнях….. Определение диаметра стержней…. Расчет ступенчатого бруса на прочность при растяжении и сжатии Определение продольных усилий Определение напряжений Определение перемещений Построение эпюр Проверка условия прочности и жесткости… 9 РГР. Расчет балки на прочность Определение реакций опор Построение эпюр Q и….. Расчет поперечных сил Q….. Расчет изгибающих моментов М…. Подбор двутаврового сечения Построение эпюры нормальных напряжений в опасном сечении… 6 РГР. Сложное нагружение бруса Построение эпюры продольных сил Построение эпюры изгибающих моментов Определение опасного сечения бруса Проверка прочности бруса…

2 РГР. Растяжение сжатие. Определение усилий в стержнях и расчет их на прочность.. Определение усилий в стержнях Определить реакции стержней, показанных на рисунке. Принять a b l; l 0,8 мм; P 6 кн; 60 где l длина стержней. На рисунке. приведена расчетная схема. d мм; МПа.,, номера стержней. Рисунок. Расчетная схема. Отбросили опоры и заменили их реакциями. Зададимся плоскостью с осями координат 0x и 0y. Рисунок. Расчетная схема без опор. Необходимо найти усилие N в стержне. Поэтому составим уравнение равновесия моментов относительно точки А iz 0 А М N sin 60 b P(a b) 0. Из этого уравнения выразим и посчитаем N

3 N P(a b) P(l l) Pl 6 ( 0,8 0,8) 6 0,8 sin 60 b sin 60 l sin 60 0,8 Найдем остальные усилия в стержнях. Составим уравнения равновесия Fix 0 N N cs60 0; (.) Fiy 0 N N sin 60 P 0, (.) Из формулы. выразим и найдем N N N cs60 0 ; N N cs60 8,6cs60,кН. Из формулы. выразим и найдем N N N sin 60 P 0 ; N P N sin ,6 sin 60 90кН 8,6 кн Обратим внимание, что усилие стержня сжимающее, о чем говорит его отрицательное значение… Определение диаметра стержней Условие прочности при растяжении для стержней Ni i (.) Fi где F i площадь поперечного сечения соответствующего стержня, м ; Выразим F i из формулы. N i F. i Диаметр круглого стержня находится по формуле Fi d i, где диаметр поперечного сечения соответствующего стержня, м; d i Для стержня N, 0 F 0,7 0 м, F 0,7 0 — d,0 0 м 0, мм, Для стержня

4 F N 90 0, ,56 0 м 6 F 0, d,68 0 м 6,8 мм, Для стержня N 8,6 0 F, 0 м, F, 0 — d,7 0 м,7 мм, I,II,III варианты схем Рисунок. Расчетные схемы. Расчет ступенчатого бруса на прочность при растяжении и сжатии Для заданного стального ступенчатого бруса на рисунке. требуется построить эпюры продольных сил; используя эпюру продольных сил, построить эпюры нормальных напряжений и перемещений; проверить выполнение условия прочности, если 5 60 МПа;Е 0 МПа. Принять a b l; c l; l 0,8 мм; P 6 кн; d мм Рисунок. Схема ступенчатого бруса Площадь круглого сечения (,5d) (,5 0,0) F,,0 0 м; d 0,0 F, 0,5 0 м; 5

5 .. Определение продольных усилий Отбросим опору, заменив ее реакцией, как показано на рисунке. Рисунок. Схема ступенчатого бруса без опоры Составим уравнение равновесия, найдем реакцию опоры. F ix 0 R P P P 0, Из этого уравнения найдем Величину реакции R P P P P. Разобьем брус на четыре участка z;z ;z; z. Определим для каждого из участков величину нагрузки. Схема, разбитая на участки, показана на рисунке.5. где ) P (Z i Рисунок.5 схема, разбитая на участки z;z ;z; z 0 z a P ( ) R; Z усилие в заданном сечении, кн. P ( 0) R P Z кн; P ( a ) R P Z кн. 0 z b P ( ) R P; Z P ( 0) R P P P P 7 Z кн; P ( b) R P P P P 7 Z кн. 0 z a 6

6 Для участка ; P ) Z R P P; ( P ( 0) R P P P P P P Z P ( a ) R P P P P P P Z 6 кн; 6 кн. z 0 z c R P P P; P ) Z ( P ( 0) R P P P P P P P Z P ( c) R P P P P P P P Z 0кН; 0 кн. Эпюра продольных усилий показана на рисунке.6 б). Вывод Положительные усилия растягивающие, отрицательные сжимающие… Определение напряжений По найденным усилиям в пункте.., найдем напряжения соответствующие участкам z;z ;z; z Для участка z P(Z) 0 ( Z ), МПа; F,0 0 где (Z ) напряжение в заданном сечении, МПа. i Для участка z P(Z ) 7 0 ( 70,6 Z ) МПа; F,0 0 Для участка z P(Z ) 6 0 ( 79,6 Z ) МПа; F 0,5 0 Для участка z P(Z ) 0 0 ( 0 Z ) МПа; F 0,5 0 Эпюра нормальных напряжений показана на рисунке.6 в). Вывод Положительные напряжения растягивающие, отрицательные сжимающие. 7

7 .. Определение перемещений Используя рисунок.5, найдем перемещения. 0 z a P(Z) z l( Z) ; EF где l (Z ) абсолютная продольная деформация соответствующего участка, м. i 0; l l ( Z 0) P(Z) a P(Z) l 0 0,8 l(, 0 м, мм Z a ), 9 EF EF 00 0,0 0 0 z b P z (Z ) l( l a ) ; Z ) (Z EF l, мм; (Z b) l (Z a ) P b (Z ) l EF l ( Z 0) (Z a ) (Z a ) P l (Z ), 0 EF 7 0 0, ,0 0,7 0 м,7 мм; 0 z l P z (Z ) l( Z ) l(z b) ; EF l ( 0) l b),7 мм; Z (Z P a P l (Z ) (Z ) 6 0 0,8 l l (Za ) b) l b),7 0 (Z (Z 9 EF EF ,5 0,06 0 м,06 мм; Для участка z ; 0 z c P z (Z ) l( Z ) l(z a ) ; EF l ( 0) l a ),06 мм; Z (Z P c P l (Z ) (Z ) 0 0 0,8 l l l a ),06 0 (Z c) (Za ) (Z 9 EF EF ,5 0,06 0 м,06 мм; Эпюра продольных деформаций показана на рисунке.6 г). 8

8 .. Построение эпюр По данным вычисленным в пунктах..;..;.. построим соответствующие эпюры на рисунке.6. а) расчетная схема; б) эпюра продольных сил; в) эпюра нормальных напряжений; г) эпюра продольных деформаций. Рисунок.6 эпюры..5 Проверка условия прочности и жесткости Условие прочности при растяжении данной схемы max, где max максимальные напряжения, МПа. Из эпюры нормальных напряжений на рисунке.6 в) видно, что максимальные напряжения на участке z. ( Z), МПа 60 МПа Вывод Условие прочности выполнилось. 9

9 РГР. Расчет балки на прочность Требуется определить реакции опор; построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил; подобрать двутавр при 60 МПа ; начертить двутавровый профиль и построить эпюру в опасном сечении. Рисунок. Расчетная схема. Принять A,6 м; A 0, м; B, м; B, 8м; C 0, 8 м; D, м; P 9 кн; P 8,5 кн; 8кН; 8кН; q кн/м. Определение реакций опор Отбросим опоры, заменив их соответствующими реакциями. Зададимся плоскостью с осями 0x и 0y. На рисунке. приведена схема без опор. Рисунок. Расчетная схема без опор Запишем уравнение равновесия для данной плоской системы сил 0

10 F F ix iy iz 0 R 0 R 0 0;(.) P R q(d C) P P A R 0;(.) D C q(d C) C P A R B 0.(.) где Fix, Fiy сумма всех сил на оси 0x и 0y соответственно, кн; iz сумма моментов относительно оси 0z (ось 0z перпендикулярна осям 0x и 0y), кнм; R момент относительно точки приложения силы R, кнм; R,R, R реакции опоры, кн; Из уравнения (.) видно, что реакция R 0. Из уравнения (.) выразим и посчитаем реакцию R D C PA q(d C) C P A R 0 ; B R, 0,8 8,5 0, (, 0,8) 0,8 8 9,6 8,6 кн;, Из уравнения (.) выразим и посчитаем момент опоры R R P q(d C) P R 0; P q(d C) P R 8,5 (, 0,8) 9,6 0,66 кн. R Реакции опоры имеющие отрицательные величины, направлены в противоположную сторону.. Построение эпюр Q и. Разобьем балку на шесть участков z;z ;z;z ;z 5;z 6;. Определим для каждого из участков величину нагрузки. Схема, разбитая на участки, показана на рисунке..

11 Рисунок. схема, разбитая на участки ;z ;z ;z ;z ;z ; z 5 6 где ) P (Z i.. Расчет поперечных сил Q Найдем поперечные силы. 0 z A Q( Z) R 0,66 кн; усилие в заданном сечении, кн. 0 z C A Q( R P 0,66 8,5 7,8 Z ) кн; 0 z D C Q( R P qz; Z ) Q( 0) R P qz 7,8 Z кн; ( D C) R P q(d C) 0,66 8,5 (, 0,8) 5,6 Z кн. 0 z B D Q( R P q(d C) 0,66 8,5 (, 0,8) 5,6 Z ) кн. Для участка z5; 0 z5 A B Q( R P q(d C) 0,66 8,5 (, 0,8) 5,6 Z5 ) кн. Для участка z ; 6 0 z 6 B A R P q(d C) P 0,66 8,5 (, 0,8) 9,6 кн; Q Q( Z6 ) Эпюра продольных усилий показана на рисунке. б)… Расчет изгибающих моментов М

12 где ) (Z i Найдем изгибающие моменты, используя рисунок.. Для участка ; z 0 z A ( Z) R zкн; ( 0) 0 Z кн; R A 0,66 0, 0,6 кнм. ( Z A ) момент изгибающий, в заданном сечении, кнм. Для участка z ; 0 z C A ( Z ) R (A z ) Pz, кнм; ( 0) R (A z ) Pz 0,6 Z кнм; R (A C A ) P (C A ) 0,66 (0,8) 8,5(0,8 0,),87 кнм. ( Z C A ) 0 z D C ( R (C z) P (C A z ) qz/; Z ) P R (C z ) P (C A z ) qz /,87 кн; ( Z0) (D C) P R (C D C) P (C A D C) q (Z DC) (, 0,8) 0,66 (,) 8,5 ( 0,,),6 кнм 0 z B D D C R (D z ) P (D A z ) q(d C) z ( кн. Z ) D C R (D z ) P (D A z ) q(d C) z,6 ( Z 0) кнм D C R (D B D) P (D A B D) q(d C) B D D) (Z B, 0,8 0,66 (,8) 8,5( 0,,8) (, 0,8),8,,7 кнм Для участка z5; 0 z5 A B D C R (B z ) P (B A z ) q(d C) B D z ( Z5 ) 5 5 5,кН. D C R (B z ) P (B A z ) q(d C) B D z 6,5 кнм ( Z5 0)

13 D C R (B A B ) P (B A A B ) q(d C) B D A B B ) (Z5 A, 0,8 0,66 (,6) 8,5( 0,,6) (, 0,8),,6 8 0,8 кнм 6 0 z 6 B A D C R (A z ) P (A A z ) q(d C) A D z P z ( Z6 ) 6 6 6,кН. 6 D C R (A z ) P (A A z ) q(d C) A D z P z 0,8 ( Z6 0) кнм D C R (A B A ) P (A A B A ) q(d C) A D B A A ) (Z6 B P (B A ) 6, 0,8 0,66 (,) 8,5( 0,,) (, 0,8),, 8 9(,,6) 8 кнм Эпюра изгибающих моментов показана на рисунке. в). На основе данных найденных в пунктах.. и.. построим эпюры.

14 а) расчетная схема; б) эпюра поперечных сил; в) эпюра изгибающих моментов Рисунок. эпюры. Подбор двутаврового сечения Как видно из эпюр изгибающих моментов на рисунке. в), опасное сечение на опоре, в месте приложения изгибающего момента. То есть, опасное сечение там где максимальный изгибающий момент. 5

15 Запишем условие прочности при изгибе max max, Wx где W x момент сопротивления сечения, м. Отсюда выразим и найдем величину W x. max W,5 0 м,5 см x Предварительно подберем двутавр 6, с W’ x 09 см. Проверка погрешности Wx W’ x, % 00%,% 5%, что допускается W,5 x Окончательно принимает двутавр 6, с W’ x 09 см.. Построение эпюры нормальных напряжений в опасном сечении Найдем величину нормального напряжения в опасном сечении. max , МПа max 6 W 09 0 x На рисунке.5 б) показана эпюра нормальных напряжений. 6

16 а) двутавровое сечение б) эпюра нормальных напряжения в сечении; Рисунок.5 эпюры напряжений в сечении. 7

17 РГР. Сложное нагружение бруса Требуется построить эпюру продольных сил; построить эпюру изгибающих моментов; определить опасное сечение бруса, вычислить max ; проверить прочность бруса, если 60 МПа ; Принять l 0,5м; b 0, 05 м; h 0, 5 м; P x 5кН; P z кн. Рисунок. расчетная схема. Построение эпюры продольных сил Для удобства расчета, перенесем все силы в центр сечения бруса, с добавлением дополнительных сил, которые получаются в результате действия данных сил. Это показано на рисунке. 8

18 Рисунок. приведенная расчетная схема. В результате появилось два дополнительных момента b P y z изгибающий момент, h P крутящий момент. z x Разобьем схему на один участок как показано на рисунке. 0 z l Величина продольных сил P P кн ( Z) z Эпюра продольных сил показана на рисунке. б). Построение эпюры изгибающих моментов Используя рисунок., запишем уравнение для нахождения изгибающего момента. 0 z l Величина продольных сил P z кнм; ( Z) x y b 0,05 P,кНм; ( Z 0) y z 9

19 0,05 P l 5 0,5 9,05 кнм. l) x y ( Z Эпюра изгибающих моментов показана на рисунке. в) Дополнительно еще построим эпюру крутящего момента, величина которого будет постоянна по длине бруса и ровна h 0,5 P 5, кнм z x Эпюра крутящего момента показана на рисунке. г) а) приведенная схема; б) эпюра продольных сил; в) эпюра изгибающих моментов; г) эпюра крутящего момента. Рисунок. эпюры.. Определение опасного сечения бруса Как видно из рисунка., опасное сечение возле жесткой заделки. Найдем величину максимального напряжения по четвертой теории прочности. IV ЭКВ x (max y(max) 0,75 к max, МПа W W где W y y момент сопротивления прямоугольного сечения, IV ЭКВ эквивалентный момент по четвертой теории прочности, кнм 0 y м

20 b h 0,05 0,5 Wx,59 0 м 6 6 0,75 0 9,05 0,75, 0 x (max y(max) к max — W,59 0 y Теперь найдем напряжение продольных сил Pmax ‘ max F, МПа; где F площадь поперечного сечения бруса, м 0 ‘,6 МПа; max 0,05 0,5 Найдем общее напряжение ‘,6 0,58,8 МПа; общее max max 0,58МПа. Проверка прочности бруса Условие выполнилось. общее,8 60 МПа.

Источник