- •Сопротивление материалов Методические указания по выполнению расчетно-проектировочных заданий для студентов машиностроительного факультета дневной формы обучения
- •Часть 1
- •Часть 1
- •212005, Г. Могилев, пр. Мира, 43
- •Введение
- •1.2 Пример выполнения расчетно-проектировочного задания № 1
- •2 Расчетно-проектировочное задание № 2. Построение эпюр
- •2.1 Общие правила построения эпюр внутренних силовых факторов
- •2.2 Пример построения эпюр внутренних силовых факторов для балки
- •2.3 Пример построения эпюр внутренних силовых факторов в раме
- •3 Расчетно-проектировочное задание №3. Расчет статически определимой балки при изгибе
- •3.1 Расчеты на прочность при изгибе
- •3.2 Расчеты на жесткость при изгибе
- •3.3 Пример выполнения задания
- •Список литературы
2.2 Пример построения эпюр внутренних силовых факторов для балки
Исходные данные: расчетная схема балки с указанием численных величин нагрузок и линейных размеров.
Требуется: построить эпюры внутренних силовых факторов.
В поперечных сечениях балки возникают два ВСФ: поперечная сила (Q) и изгибающий момент (M). Вычерчиваем заданную балку с указанием всех нагрузок и линейных размеров. Определяем реакции опор.
;
;
;
;
Проверка правильности определения реакций:
.
Разбиваем балку на участки, на каждом из которых проводим произвольное поперечное сечение на расстоянии z от начала соответствующего участка (см. рисунок 2.2, а). Изображаем нулевые линии для построения эпюр поперечных сил (эпюра Q) и эпюры изгибающего момента (эпюра М). Записываем в общем виде выражения для определения ВСФ для каждого участка балки и при помощи полученных уравнений рассчитываем их численные значения в характерных сечениях.
Рисунок 2.2 – Расчетная схема балки и эпюры внутренних силовых факторов
1 участок: .
;
.
2 участок: .
;
Так как на этом участке эпюра Q пересекает нейтральную линию, то в этой точке пересечения изгибающий момент будет иметь экстремальное значение:
;
откуда ;
.
3 участок: .
;
Полученные точки соединяем линиями, замыкающими поле эпюры. В поле эпюры в кружке ставим знак рассматриваемого внутреннего силового фактора и наносим штриховку. Линии штриховки перпендикулярны нулевой линии эпюры (рисунок 2.2, б, в).
2.3 Пример построения эпюр внутренних силовых факторов в раме
Исходные данные: расчетная схема рамы с указанием численных величин нагрузок и линейных размеров.
Требуется: построить эпюры внутренних силовых факторов.
Вычерчиваем заданную раму (рисунок 2.3, а) с указанием всех нагрузок и линейных размеров в численном виде. Определяем реакции опор:
;
;
;
;
;
.
Проверка правильности определения реакций:
.
Разбиваем раму на участки, на каждом из которых проводим произвольное поперечное сечение на расстоянии z от начала соответствующего участка (см. рисунок 2.3, а). Изображаем нулевые линии для построения эпюр нормальных (эпюра N) и поперечных (эпюра Q) сил, эпюры изгибающего момента (эпюра М).
Рисунок 2.3 – Расчетная схема рамы и эпюры внутренних силовых факторов
Записываем в общем виде выражения для определения ВСФ для каждого участка рамы и при помощи полученных уравнений рассчитываем их численные значения в характерных сечениях рамы.
1 участок: .
;
;
.
2 участок: .
;
;
.
3 участок: .
;
;
.
4 участок: .
;
;
Так как на четвертом участке эпюра Q пересекает нулевую линию, требуется провести исследование на экстремум:
;
откуда ;
.
Строим эпюры поперечных и продольных сил, изгибающих моментов (рисунок 2.3, б−г). Проверяем равновесие узлов рамы (рисунок 2.3, д) – узлы уравновешены.