Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Топ:
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2017-06-11 | 332 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Определение наибольших внутренних усилий не решает однозначно задачи расчета на прочность, так как за прочность конструкции отвечает не непосредственно усилие, а мера интенсивности этого усилия в поперечном сечении, то есть напряжение.
Механическое напряжение – это внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади сечения. Оно измеряется в паскалях: 1Па=1Н/м 2. В практических расчетах удобнее пользоваться краткой единицей – м егапаскаль.
1 МПа = 10 6 Па = 1 Н/мм 2 » 10 кгс/см 2 = 0,1 кгс/мм 2.
Если обозначить – среднее напряжение в точке К на элементарной площадке ∆ А (рис.3,а)
,
где ∆ R – равнодействующая внутренних усилий на площадке ∆ А, то истинным полным напряжением в точке K будет
(11)
Его проекциями на координатные оси являются соответственно нормальное () и касательные () напряжения:
(12)
В расчетах на прочность используются только эти два вида напряжений, так как материалы по разному реагируют на них. Этим напряжениям соответствуют два вида деформаций, то есть изменений размеров и формы бесконечно малого объема: линейные e (рис. 3,б) и угловые (сдвига) g (рис. 3,в).
При расчетах инженерных конструкций в первую очередь проверяют их прочность. Для расчета на прочность конструкций необходимо:
1. Определить характер распределения внутренних усилий по длине бруса, то есть построить их эпюру и найти опасное сечение.
2. Найти опасную точку в поперечном сечении и вычислить максимальные напряжения в ней, которые равны отношению
внутреннего усилия к соответствующему геометрическому параметру поперечного сечения, зависящему от его формы и размеров.
3. Сравнить максимальные напряжения с допускаемыми для данного вида материала:
|
(13)
Здесь , – предельные или опасные напряжения для материала, при котором деталь перестает выполнять свои функции, то есть теряет прочность. Эти напряжения зависят от вида материала и определяются при механических испытаниях. Для пластичных материалов опасными являются напряжения текучести σ т, t Т, при которых резко увеличиваются пластические деформации при неизменной нагрузке. Для хрупких материалов в качестве опасного принимается предел прочности σ в, t В (временное сопротивление) – максимальное напряжение, которое способен выдержать образец из данного материала не разрушаясь.
Рис. 3. Напряжения и деформации:
а – нормальное и касательные напряжения в сечении; б – продольная и поперечная деформации; в – деформация сдвига; г – связь линейных и угловых деформаций
[ n ] – нормативный коэффициент запаса прочности. Вводится на основе опыта эксплуатации аналогичных конструкций, учитывает возможные неблагоприятные отклонения в работе конструкции от расчетных и вид; [n] >1.
[ σ ], [ t ] - допускаемые напряжения, которые определяются как конкретная доля предельных напряжений:
– для пластичного материала,
– для хрупкого материала.
Для стальных конструкций средние значения пределов составляют: σ т =240 МПа, σ в =340 МПа, t Т =120 МПа, [ n ]=1,5 (по отношению к σ т и t Т), откуда [ σ ]=160 МПа, [ t ]=80 МПа.
По условию прочности возможно решение трех вариантов задач:
1. Проверочный расчет – проверка выполнения условия прочности.
2. Расчет на грузоподъемность – определение допускаемой (максимально возможной) нагрузки.
3. Проектный расчет – определение размеров поперечного сечения.
При расчете некоторых конструкций одновременно с условием прочности или вместо него необходимо выполнение условия жесткости, то есть условия недопустимости больших перемещений. Перемещения поперечных сечений стержней определяются относительными деформациями материала всего стержня (линейными и угловыми) с учетом опорных условий. Относительные деформации зависят от соответствующих напряжений и косвенно от внутренних усилий, действующих в поперечных сечениях стержня.
|
Относительная продольная деформация ε (рис 3,б) вычисляется в виде
, (14)
где Δа – абсолютное удлинение, а 1, а 0 – длина элемента в деформированном и начальном состояниях.
Относительная поперечная деформация (относительное поперечное сужение) определяется (рис. 3,б) в виде
. (15)
Между продольной и поперечной деформациями существует взаимосвязь вида
(16)
где μ – коэффициент поперечной деформации (Пуассона), зависящий от вида материала; . Для стальных конструкций, например, среднее значение μ =0,25.
В случае простого напряженного состояния упругие линейные e (рис. 3,б) и угловые g (рис. 3,в) деформации, описывающие изменения размеров и формы бесконечно малого объема нагруженного тела, определяют по закону Гука через нормальные и касательные напряжения.
(17)
Здесь Е и G – соответственно модули упругости материала первого и второго рода. Например, для стали их среднее значение составляет: Е = 2×10 5 МПа, G =8×10 4 МПа.
На рис. 3,г на примере напряженного состояния чистого сдвига показано, что линейные и угловые деформации бесконечно малого объема взаимосвязаны, так как здесь диагонали элемента имеют только линейные деформации: одна удлиняется, другая укорачивается. При этом величина деформаций и, соответственно, величина напряжений в нагруженном теле зависят от положения элемента тела (ориентации сечений).
|
|
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!