- •Мiнiстерство освiти і науки україни національний технічний університет
- •На міцність стержнів при центральному розтяганні – стисканні”
- •Позначення і розмірності
- •1Центральне розтягання та стискання прямолінійного стержня
- •1.1Внутрішня поздовжня сила
- •1.2Побудова епюри внутрішньої поздовжньої сили
- •1.3Напруження при центральному розтяганні – стисканні
- •1.4Види розрахунків по допустимому напруженню
- •1.4.1Перевірочний розрахунок
- •1.4.2Проектувальний розрахунок (підбор площі поперечного перерізу)
- •1.4.3Визначення максимально допустимого зовнішнього навантаження
- •1.5Нормальні та дотичні напруження на похилих площадках
- •1.6Деформації та переміщення при розтяганні – стисканні. Закон Гука. Модуль пружності. Коефіцієнт Пуассона
- •1.7Потенційна енергія пружної деформації при розтяганні – стисканні
- •2Статично невизначувані системи при розтяганні – стисканні
- •Приклад 1. Жорстко закріплений стержень під дією зосередженої сили
- •Приклад 2. Жорстко закріплений стержень під дією температурного навантаження
- •Приклад 3. Жорстко закріплений стержень під дією недосконалості виготовлення (монтажний фактор)
- •Приклад 4. Розрахунок стержньової системи при силовому навантаженні
- •Приклад 5. Монтажні напруження в стержньовій системі
- •Приклад 6. Визначення температурних напружень в стержньовій системі
- •3Розрахунково – проектувальне завдання
- •3.1Склад розрахунково – проектувального завдання
- •3.2Порядок виконання завдання
- •3.3Розрахункові схеми та чисельні дані
- •Задача 1. Статично визначуваний стержень
- •Вхідні дані до задачі 1
- •Задача 2. Статично визначувана стержньова система
- •Вхідні дані до задачі 2
- •Задача 3. Статично невизначуваний стержень
- •Вхідні дані до задачі 3
- •Задача 4. Статично невизначувана стержньова система
- •Вхідні дані до задачі 4
- •Зовнішнє навантаження: .
- •Механічні характеристики сталей та сплавів
- •3.4Приклади розв’язання задач Зразок виконання задачі 1
- •Зразок виконання задачі 2
- •Зразок виконання задачі 3
- •2. Урахування недосконалості виготовлення
- •3. Урахування температурного навантаження
- •4. Визначення сумарних напружень
- •Зразок виконання задачі 4
- •1. Урахування зосереджених сил. Визначення напружень в стержнях від зовнішнього навантаження
- •2. Урахування недосконалості виготовлення першого стержня
- •3. Урахування температурних навантажень
- •4. Визначення сумарних напружень
- •Література
- •Контрольні питання
- •1 Центральне розтягання та стискання прямолінійного стержня 5
- •2 Статично невизначувані системи при розтяганні – стисканні 18
- •3 Розрахунково – проектувальне завдання 30
3. Урахування температурного навантаження
|
Встановлення ступеня статичної невизначуваності.
Статична сторона задачі. Рівняння статики.
Геометрична сторона задачі. Рівняння сумісності переміщень.
Фізична сторона задачі.
Сумісне рішення рівнянь. Підставимо фізичні рівняння в рівняння сумісності переміщень.
Побудова епюри поздовжніх зусиль.
Перевірка правильності побудови епюри .
Побудова епюри напружень.
4. Визначення сумарних напружень
|
Максимальне напруження по абсолютному значенню – на другій ділянці.
Умова міцності виконана.
Зразок виконання задачі 4
Дано:
Необхідно:
Розкрити статичну невизначуваність стержньової системи при дії силового навантаження. Виразити значення реактивних зусиль та внутрішніх силових факторів через параметр навантаження . Визначити напруження в стержняч.
Розкрити статичну невизначуваність конструкції при наявності недосконалості виготовлення першого стержня. Визначити монтажні напруження в стержнях.
Розкрити статичну невизначуваність конструкції при наявності зміни температури першого стержня. Визначити температурні напруження в стержнях.
Перевірити міцність стержньової системи при дії трьох факторів (зовнішнього навантаження, недосконалості виготовлення та зміни температури першого стержня) та визначити коефіцієнт запасу з текучості.
1. Урахування зосереджених сил. Визначення напружень в стержнях від зовнішнього навантаження
|
|
Визначення площі поперечних перерізів стержнів: ; .
|
Встановлення ступеня статичної невизначуваності.
Статична сторона задачі. Рівняння статики.
З умови симетрії розрахункової схеми:
(1)
Геометрична сторона задачі. Рівняння сумісності переміщень.
|
Недеформована балка переміщується в положення та залишається горизонтальною. ; . (2) |
Фізична сторона задачі.
(3)
Сумісне рішення рівнянь. Підставимо фізичні рівняння в рівняння сумісності переміщень та використовуючи рівняння статики отримаємо:.
Визначення напружень в стержнях.
Необхідно зауважити, що при даній схемі навантаження стержні розтягуються.
2. Урахування недосконалості виготовлення першого стержня
|
Встановлення ступеня статичної невизначуваності.
Статична сторона задачі. Рівняння статики.
З умови симетрії розрахункової схеми:
(1)
Геометрична сторона задачі. Рівняння сумісності переміщень.
;
. (2)
Фізична сторона задачі.
(3)
Сумісне рішення рівнянь. Підставимо фізичні рівняння в рівняння сумісності переміщень та використовуючи рівняння статики отримаємо:
Визначення напружень в стержнях.
Слід зазначити, що перший стержень знаходиться в стислому стані, а другий - в розтягнутому.