Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка сам раб по техн мех для МВТ 21.01.201....doc
Скачиваний:
11
Добавлен:
06.11.2018
Размер:
8.17 Mб
Скачать

Приклад розв’язання задачі 11

Вихідні дані:

F = 100 кН,

l = 2,8 м.

Розрахункова схема й вид перерізу стрижня - на рис.26.

Розв’язання

1. Визначаємо геометричні характеристики заданого перерізу:

А=а2 – (0,6а)2 = 0,64а2 , (1)

.

Т.я. для даного виду перерізу головні моменти інерції Iz =Iy , то втрата стійкості стрижня може відбутися в будь-якій головній

Рисунок 26.

площині, тому в подальших розрахунках приймаємо:

Imin= Iy = Iz=0,0725a4.

Радіус інерції: .

Гнучкість стрижня: ,

де µ = 0,5 відповідно до умов закріплення кінців стрижня.

Перше наближення

Приймаємо довільне значення коефіцієнта φ =0,5, тоді, з умови стійкості: ,

м2. (2)

З рівнянь (1) і (2) знаходимо: 0,64а2 = 1,25·10 -3,

.

Гнучкість .

По таблиці 1.3, стор. 570 [1] для сталі Ст 4, 3, 2 знаходимо коефіцієнт φ для λ =94, користуючись методом лінійної інтерполяції.

Для λ=90 - φ = 0,69, а для λ=100 - φ = 0,6. Для Δλ=10 - Δφ=0,09,а для Δλ=4 - Δφ=х

Складаємо пропорцію і знаходимо ,

φ = 0,69 – 0,036 = 0,654 для λ=94.

Отже, прийняте φ = 0,5 занижено.

Друге наближення

,

м2,

,

.

Для λ = 101 (по аналогії з попередніми обчисленнями) знаходимо використовуючи метод лінійної інтерполяції φ = 0,592.

Третє наближення

,

м2,

.

Далі знаходимо значення φ = 0,588, використовуючи метод лінійної інтерполяції (по аналогії з попередніми обчисленнями). Це значення φ дуже близько до прийнятого в розрахунок φ = 0,5845. На цьому можна закінчити наближення.

Визначимо напруження, що виникає в стрижні:

Н/м2 = 93,46 МПа.

Допустиме напруження: [σy] = φ[σ] = 0,588·160 = 94,08 МПа.

Умова стійкості задовольняється, відсоток недонапруження дорівнює:

,

що цілком припустимо (норма - ± 5%).

2. Визначимо величину критичної сили.

Т.я. гнучкість λ = 101,5 більше граничної гнучкості для сталі (λгран100), то для розрахунку критичної сили застосовуємо формулу Ейлера: ,

де Imin= 0,0725a4 = 0,0725·0,04094 = 20,29·10 -8 м4,

Е=2·105 МПа = 2·108 кН/м2- модуль Юнга для сталі.

.

Коефіцієнт запасу стійкості дорівнює: ,

що відповідає нормі: [kу]=1,5 - 2,5.

Приклад розв’язання задачі 12

Вихідні дані:

l = 6м,

h = 4м,

q = 6 кН/м,

F = 1,2 кН,

а = 0,8 м,

b = 0,6 м.

Розрахункові схеми показані на рис. 27 (а й б).

Розв’язання

Схема а

1. Установимо степінь статичної невизначеності. Невідомих реакцій – 4 (дві – в опорі А і дві – в опорі В). Можливих рівнянь статики для даної системи – 3. Тому степінь статичної невизначеності дорівнює 1. Виберемо основну систему, для цього відкинемо одну зайву в’язь (наприклад, в опорі В) і замінимо її дію невідомою реакцією Х1.

2. Запишемо канонічне рівняння методу сил: .

3. Будуємо епюри М від заданого навантаження (Mq) і від одиничної сили

а) Вантажна система

Опорні реакції: ΣY=0, , кН.

ΣМА=0, , кН,

RA=RB=2кН.

Будуємо епюру Mq.

б) Одинична система

Опорні реакції: ΣY=0, , кН.

ΣМА=0, , кН,

RA = RB = кН.

Будуємо одиничну епюру .

4. Визначаємо переміщення.

Для визначення δ11 перемножимо епюри на будь-яким способом, наприклад – по методу Верещагіна:

Для визначення Δ1q перемножимо епюри на :

5. Визначаємо Х1 з канонічного рівняння:

кН.

6. Будуємо епюри Q, M, N з урахуванням знайденого невідомого Х1=1,45 кН.

Опорні реакції:

ΣМА=0, ,

6·2·1+1,45·2 - RВ·6 = 0, кН,

RA = RB = 2,48 кН.

ΣY=0, ,

НA = 6·2 – 1,45= 10,55 кН.

Епюри M, Q, N показані на рис.12а

Рисунок 27а.

Рисунок 27а.

Схема б

1. Степінь статичної невизначеності заданої рами дорівнює 1, тому що невідомих реакцій – 7 (6 - в затисненні, тому що система просторова, і 1 - в опорі В), а можливих рівнянь статики - 6.

Для вибору основної системи відкинемо зайву опору В и замінимо її дію реакцією Х1.

2. Канонічне рівняння методу сил: .

3. Будуємо епюри М и Т заданого навантаження F (MF і TF ) і від одиничної сили =1 ( і ).

4. Переміщення δ11 визначаємо, перемножуючи епюри на й на , з огляду на, що G = 0,4 E, IP=2·Ix, тобто GIP=0,8 EIx.

Переміщення Δ1F визначаємо, перемножуючи епюри MF на й ТF на :

5. Знаходимо Х1:

кН.

Т.я. Х1 зі знаком (+), значить, що її напрям обраний вірно. В противному випадку потрібно змінити напрам Х1 на протилежний.

6. Будуємо остаточні епюри M, T, Q (рис.27б).

Рисунок 27б.

Рисунок 27б.