Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
sopromat_metoda_2_semestr_doc.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
1.74 Mб
Скачать

ЗАДАЧА 6 РОЗРАХУНОК ПРОСТОРОВОЇ РАМИ

Визначити розміри поперечних перерізів на кожній ділянці з умови міцності, якщо перша ділянка має круглий переріз, друга –квадратний і третя прямокутний з відношенням сторін hb = 2 , при цьому прямокутний переріз розташувати раціонально (табл. 6.1, рис. 6.1). Довжина всіх ділянок a =1 ì , коефіцієнт запасу міцності прийняти nò =1,5.

 

Таблиця 6.1. Варіанти завдань до задачі 6

 

Варіант

q, êÍ ì

Ð, êÍ

Ì , êÍ ×ì

Матеріал

0

10

2qa

qa2

Сталь 10

1

15

qa

2qa2

Сталь 20

0

20

3qa

2qa2

Сталь 20

3

10

5qa

qa2

Сталь 40

4

−10

4qa

3qa2

Сталь 50

5

−20

2qa

1,5qa2

Сталь 60

6

−15

5qa

1,5qa2

Сталь 10

7

10

qa

2qa2

Сталь 20

8

30

1,5qa

qa2

Сталь 30

9

5

2qa

2qa2

Сталь 40

56

3

P

 

a

 

a

a 1

2

 

a

1

q

 

 

 

a

3

1 a

a

2

 

P

a

q

1

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

a P

 

3 a

 

 

a 2

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

1

a

P

1

2a

3

 

 

 

a

 

a

 

 

a2

1

3 a

q

 

a

 

1

 

P

3

a 2

1

a

 

a

 

 

q

0

 

P

a 3

2

a

1

a 1

q

P

 

 

 

 

 

P

 

a

1

 

2

a

2

 

3

q

 

 

a

 

3

3

 

a

a

2

1

q

P

a

 

 

a 3 a 2P

q

a

 

4

1

 

Рис. 6.1. Варіанти розрахункових схем до задачі 6

57

5

6

7

8

9

План розв’язування задачі

1.Побудувати розрахункову схему.

2.Побудувати епюри внутрішніх силових факторів на кожній ділянці.

3.Визначити небезпечні перерізи послідовно на кожній ділянці.

4.Знайти небезпечні точки в небезпечних перерізах.

5.Визначити напружений стан в небезпечних точках.

6.Користуючись відповідними критеріями міцності, обчислити розрахункові напруження в небезпечних точках і з умови міцності визначити розміри перерізу.

 

Розв’язання задачі

 

 

 

Дано (рис. 6.2): a =1 ì , матеріал

Ст3,

P = 5 êÍ ,

q = 25 êÍ ì ,

M = 8 êÍ ×ì , h b = 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

5 к Н

1.

Z

 

 

 

 

 

 

 

1 a

 

 

 

a

3

 

 

 

 

a

2

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

1

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

q

2

5 к Н

/ м

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6.2. Розрахункова схема

Побудуємо епюри (рис. 6.3).

2. Розглянемо перший (вертикальний) стержень (рис. 6.4). Він круглого поперечного перерізу. З розрахунку на міцність отримаємо допустиме значення діаметра круглого стержня.

58

кН

кН∙м

 

кН∙м

Рис. 6.3. Епюри внутрішніх силових факторів

від

Рис. 6.4. Епюри розподілу напружень у небезпечному перерізі першої ділянки

59

 

 

smax =

M x max £ [ s] ;

 

 

 

 

 

Wx

 

 

pd3

 

 

 

 

 

 

Wx =

Þ d ³ 3

32 ´12,5

 

 

= 0,092 ì .

32

3,14 ´160 ´103

 

 

 

 

 

 

 

 

Візьмемо d = 92 ì ì .

3. Розглянемо перший (горизонтальний) стержень (рис. 6.4, де у замінити на z, а всі х – на у). Він також круглого поперечного перерізу. Розрахуємо його аналогічно попередньому стержню:

 

 

smax =

M y max

£ [ s] ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wy

 

 

pd3

 

 

 

 

 

 

Wy =

Þ d ³ 3

32 ´5

 

 

= 0,068 ì .

32

3,14 ´160 ´103

 

 

 

 

 

 

 

 

Візьмемо d = 68 ì ì .

4. Розглянемо другий стержень (рис. 6.5). Він квадратного поперечного перерізу.

s1,2 = M z max ;

 

Wz

 

t1,2 =

Mêð

.

Wêð

 

 

τ від Mкр

M z

C

σ від Mz

Рис. 6.5. Епюри розподілу напружень у небезпечному перерізі другої ділянки

60

Визначимо розміри перерізу без врахування Mêð :

 

c3

 

 

 

 

W =

Þ c = 3

6 ´33

= 0,107 ì .

 

 

z

6

 

160 ´103

 

 

 

 

 

 

Візьмемо c =115 ì ì .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s1,2 =

 

6 ´33´103

=130 Ì

Ï à ;

 

 

0,1153

 

 

 

 

 

 

 

 

t1,2

=

Mêð

 

=

12500

= 39 Ì Ï à ;

ac3

0,208´0,1153

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=154 Ì Ï à £ [ s] .

såêâ III = s2 + 4t2

=

1302 + 4 ´392

5. Розглянемо третій стержень (рис. 6.6). Він прямокутного поперечного перерізу.

 

s1 =

N

+

M z +

M x £ [ s] .

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

Wz

Wx

 

 

Ви-

 

 

 

 

 

значимо

розміри

 

 

 

 

 

1 в ід

1 в ід

перерізу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

без

 

 

 

врахува-

 

 

 

 

 

ння N:

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 в ід

1 в ід

Рис. 6.6. Епюри розподілу напружень у небезпечному перерізі третьої ділянки

W

=

bh2

;

W

=

hb2

h = 2b ÞW

=

4b3

, W =

2b3

.

z

 

6

 

x

 

6

z

 

6

x

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

61

b ³ 3

3M z + 6M x

= 3

3´33 + 6 ´12,5

 

= 0,082 ì .

2 σ

2 ´160 ´103

 

 

 

 

Візьмемо b = 82 ì ì , h = 2 ×82 =164 ì ì . Перевіримо точку 1 (див. рис. 6.6):

s1 =

25´103

 

 

 

+

 

 

6 ´33´103

 

+

6 ´12,5 ´103

 

=160 Ì Ï à = [ s] .

0,082 ´0,164

 

0,082 ´0,1642

 

0,164 ´0,0822

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перевіримо точку 2 (див. рис. 6.6):

 

 

 

 

 

 

 

 

s2 =

N

+

M

x =

 

 

25´103

 

 

+

 

6 ´12,5 ´103

 

= 70 Ì Ï à ;

 

F

 

 

 

0,082 ´0,164

 

0,164 ´0,0822

 

 

 

 

Wx

 

 

 

 

 

 

 

t2 =

 

Ì

êð

 

=

 

 

 

5´103

 

=18 Ì Ï à ;

 

 

 

ahb2

0,246

´0,164 ´0,0822

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 79 Ì Ï à < [ s] .

 

 

 

 

såêâ III = 702 + 4 ´182

 

 

Перевіримо точку 3 (див. рис. 6.6):

 

 

 

 

 

 

 

 

s3 =

N

 

+

M z =

 

 

 

25 ´103

 

+

 

6 ´33´103

 

= 92 Ì Ï à ;

 

F

 

 

0,082 ´0,164

0,082 ´0,1642

 

 

 

 

Wz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t3 = g

Mêð

= 0,795 ´18 = 14,3 Ì Ï à ;

 

 

 

 

 

ahb2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 96 Ì Ï à < [ s] .

 

 

 

 

såêâ III =

 

922 + 4 ´14,32

ЗАДАЧА 7 ПРОЕКТУВАЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК НА СТІЙКІСТЬ

СТИСНУТИХ СТЕРЖНІВ

62

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]