- •Интернет-тестирование по сопротивлению материалов
- •Введение
- •Общая структура интернет-теста по сопротивлению материалов, система его оценки и особенности выполнения
- •Методика подготовки к интернет-тестам по сопротивлению материалов
- •Справочные материалы для подготовки к интернет-тестам по сопротивлению материалов
- •Введение в курс
- •Растяжение и сжатие
- •Примеры
- •Сдвиг. Кручение
- •Примеры
- •Напряженное и деформированное состояние материала в точке
- •Примеры
- •Геометрические характеристики поперечных сечений стержня
- •3.5.1. Основные понятия и формулы
- •3.5.2. Геометрические характеристики некоторых плоских сечений
- •Примеры
- •Плоский прямой изгиб
- •Сложное сопротивление
- •Примеры
- •Статически неопределимые системы
- •Устойчивость сжатых стержней
- •Сопротивление динамическим и периодически меняющимся во времени нагрузкам
- •Примеры
- •Решение
- •Литература
- •Приложения Двутавры стальные горячекатаные по гост 8239-89
- •Швеллеры стальные горячекатаные по гост 8240-89
- •Коэффициенты продольного изгиба
- •Определение критической силы при напряжениях, превышающих предел пропорциональности
- •Значения эмпирических постоянных коэффициентов а, b и с для некоторых материалов
- •Коэффициенты сен-венана
Примеры
1. Стержень прямоугольного сечения длиной l=40см, b=2 см, h=3 см нагружен внешними силами. Расчетное сопротивление материала R=160 МПа. Определить из условия прочности значение силы F
Решение
Данный стержень испытывает косой изгиб. Опасное сечение в заделке, при этом . Тогда уравнение нейтральной линии , положение показано на рисунке. Опасными точками в сечении будут точки А и В (равноопасны). Из условия прочности в точке В(1 см; 1,5 см):получимкН=300Н.
Ответ: F=300 кН.
2. Определить максимальное нормальное напряжение в стержне
Решение
Данный стержень испытывает совместное действие растягивающей силы и изгибающего момента(от силы, приложенной в точке В). Опасное сечение в заделке, опасные точки находятся на нижней грани стержня, их координата. Тогда нормальное напряжение в опасной точке: .
Ответ: .
3. Определить по третьей теории прочности значение параметра внешней нагрузки М для стержня диаметром d. Расчетное сопротивление материала R.
Решение
Данный стержень находится в условиях чистого изгиба с кручением. При изгибе опасными будут точки, наиболее удаленные от осиz. Нормальные напряжения в этих точках . При кручении максимальные касательные напряжения возникают в точках внешнего контура, их величина. Тогда по третьей теории прочности , откуда.
Ответ: .
Статически неопределимые системы
Определение перемещений по формуле Мора (для плоских систем) |
- перемещение по направлению «i» в заданном («грузовом») состоянии “F”; - усилия в сечениях во вспомогательном единичном состоянии (в направлении «i» приложен единичный силовой фактор); - усилия в сечениях в «грузовом» состоянии «F»; - коэффициент формы сечения. Суммирование проводится по всем грузовым участкам. |
Единичный силовой фактор для определения перемещений |
|
Вычисление интегралов Мора по формуле Симпсона | |
Вычисление интегралов Мора по правилу Верещагина |
, где l – длина участка интегрирования, - площадь эпюры,- ордината линейной эпюры, соответствующая центру тяжести эпюры |
Статически неопределимая система |
Система, в которой для определения реакций в связях недостаточно уравнений равновесия |
Степень статической неопределимости |
Разность между числом неизвестных реакций в связях системы и числом уравнений равновесия, которые можно составить для определения этих реакций |
Формулы для определения степени статической неопределимости |
, - число связей с «землей», - число простых шарниров системы (без учета опорных), - число незамкнутых дисков (стержней) системы; , - число замкнутых контуров системы, - число простых шарниров (включая опорные) |
Простой шарнир |
Шарнир, соединяющий два диска (стержня) |
Сложный шарнир |
Шарнир, соединяющий k дисков (k>2). Эквивалентен (k-1) простым шарнирам |
Метод сил |
Метод решения статически неопределимых задач, в котором за основные неизвестные принимаются реакции удаленных связей |
Основная система метода сил (ОСМС) |
Геометрически неизменяемая статически определимая система, полученная из заданной отбрасыванием лишних связей, которые заменяются реакциями этих связей |
Система канонических уравнений метода сил (СКУ МС) | |
Физический смысл коэффициентов СКУ МС |
- перемещение в ОСМС по направлению i-й удаленной связи от единичной реакции удаленной связи ; - перемещение в ОСМС по направлению i-й удаленной связи от заданного силового воздействия |
Физический смысл СКУ МС в целом |
Перемещения по направлению всех удаленных связей от действия заданных нагрузок и реакций удаленных связей равны нулю |
Определение усилий в заданной системе после решения СКУ МС |
Пример
Определить методом Мора перемещение сечения С. Жесткость сечения принять равной .
Решение
При кручении перемещение (угол закручивания) определяется по формуле:, где- эпюра крутящих моментов в заданном состоянии,- эпюра крутящих моментов в единичном состоянии (в сечении С приложен единичный крутящий момент),k – число грузовых участков. Эпюры показаны на рисунке. Вычисляя интегралы по правилу Верещагина, получим: (рад).
Ответ: .