11133

Определение перемещений в упругих системах. Метод мора. Способ верещагина

Реферат

Математика и математический анализ

Определение перемещений в упругих системах. Метод мора. Способ верещагина. Метод Мора Рассмотрим произвольную плоскую стержневую систему нагруженную заданными силами рис. 2.3.1. Усилия в произвольном сечении обозначим через . Пусть требуется определить перемещени

Русский

2013-04-04

518 KB

71 чел.

Определение перемещений в упругих системах. Метод мора. Способ верещагина.


Метод Мора

Рассмотрим произвольную плоскую стержневую систему, нагруженную заданными силами  (рис. 2.3.1). Усилия в произвольном сечении обозначим через , , . Пусть требуется определить перемещение любой точки  системы по направлению .

Рис.2.3.

Введем вспомогательное состояние, представляющее собой заданную систему, нагруженную лишь одной единичной силой , приложенной в той же точке  и по тому же направлению, по которому надлежит разыскать перемещение . Усилия в произвольном сечении вспомогательного состояния, вызванные действием единичной силы , обозначим через , , .

Применим начало возможных перемещений для вспомогательного состояния, принимая в качестве возможных действительные перемещения заданной системы.

(2.3.1)

или

(2.3.2)

Полученное выражение является общей формулой для упругого перемещения плоской стержневой системы.

В общем действии сил формула для перемещения содержит шесть слагаемых:

(2.3.3)

Формулы (2.3.2) и (2.3.3) впервые были получены Мором. Определение перемещение по этим формулам часто называют методом Мора.

В большинстве случаев при определении перемещений в балках, рамах и арках можно пренебречь влиянием продольных деформаций сдвига, учитывая лишь перемещения, которые вызываются изгибом и кручением. Тогда формула (2.3.2) для плоской системы принимает вид

. (2.3.4)

При пространственном нагружении, согласно (2.3.3),

(2.3.5)

Если рассчитываются шарнирные фермы, образованные прямыми стержнями, то в формуле Мора сохраняется только слагаемое, содержащее продольную силу:

(2.3.6)

Формула (2.3.6) носит название формулы Максвелла.

Рассмотрим пример определения перемещений по методу Мора. Пусть требуется определить прогиб посредине пролета и угол поворота на опоре шарнирно опертой балки постоянного поперечного сечения (рис 2.3.2, а), нагруженной равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью . При определении перемещений придерживаются следующего порядка:

  1.  Строят вспомогательную систему, которую нагружают единичной нагрузкой в точке, где требуется определить перемещение. Определяя линейные перемещения, в заданном направлении прикладывают единичную силу, определяя угловые перемещения, - единичный момент.

В нашем случае, для определения прогиба посредине балки строим вспомогательную систему (рис. 2.3.2, б) с сосредоточенной силой , приложенной посредине балки, а для определения угла поворота опорного сечения - вспомогательную систему (рис. 2.3.2, в) с моментом , приложенным в опорном сечении.

Рис. 2.3.

  1.  Для каждого участка системы выписывают выражения силовых факторов в произвольном сечении заданной (, , ) и вспомогательной (, , ) систем.

В произвольном сечении первого участка балки:

В произвольном сечении второго участка

  1.  Вычисляют интегралы Мора (по участкам в пределах всей системы).

Прогиб посредине балки

Угол поворота опорного сечения

  1.  Если вычисленное перемещение имеет положительный знак, то это означает, что его направление совпадает с направлением единичной силы. Отрицательный знак указывает на то, что действительное направление искомого перемещения противоположно направлению единичной силы.

Поскольку  и  получились положительными, их направления соответствуют единичным нагрузкам.

Вычисление интегралов Мора по способу Верещагина.

Вычисление интегралов Мора существенно можно упростить, если одна из эпюр прямолинейна. Такое условие всегда выполняется для систем, состоящих из прямых брусьев, так как при этом от единичной нагрузки всегда ограничены прямыми линиями.

Вычислим интеграл  для случая, когда эпюра от заданной нагрузки имеет произвольное очертание, а от единичной нагрузки – прямолинейна (рис. 2.3.3).

Рис. 2.3.

Обозначим через  площадь эпюры ;  - ее центр тяжести,  - ордината эпюры от единичной нагрузки под центром тяжести эпюры . Очевидно, что  представляет собой дифференциал площади эпюры , а

.

Тогда искомый интеграл

. (2.3.7)

Интеграл в правой части равенства (2.3.7) представляет собой статический момент площади эпюры  относительно оси

,

где  - абсцисса центра тяжести эпюры .

С учетом того, что

получим

(2.3.8)

Следовательно, интеграл Мора равен произведению площади эпюры от внешней нагрузки на ординату прямолинейной эпюры от единичной нагрузки, расположенную под центром тяжести эпюры от заданной нагрузки.

Общая формула перемещений для систем из прямолинейных элементов принимает вид

(2.3.9)

Описанный графоаналитический способ вычисления интеграла Мора впервые был предложен студентом А. Н. Верещагиным и носит название способа Верещагина.

Вычисление интеграла Мора способом Верещагина проводят по участкам, на каждом из которых эпюра от единичной нагрузки должна быть прямолинейной (рис. 2.3.4).

Рис. 2.2.

Если эпюра  имеет сложный вид, то ее нужно разбить на простые фигуры (рис. 2.3.5), для которых легко определить площадь и положение центра тяжести. При этом каждую из площадей умножают на ординату единичной эпюры под центром тяжести соответствующей площади. Ординаты в этом случае удобно обозначать вместо  буквами .

Рис. 2.3.

Таким образом

(2.3.10)

При учете крутящих моментов в общем случае нагружения знаменатель формулы (2.3.9) в соответствующем члене содержит жесткость на кручение .

Если эпюры противоположны по знаку, то результат умножения эпюр имеет знак «минус».

Рис. 2.3.

Определим прогиб и угол поворота свободного конца консольной балки, нагруженной распределенной нагрузкой .

На рис. 2.2.6 показаны эпюры  от внешней нагрузки,  от единичной нагрузки , приложенной в месте определения прогиба,  от единичной нагрузки  приложенной в месте определения угла поворота сечения.

Площадь параболы под участком с распределенной нагрузкой

Центр тяжести этой площади находится на расстоянии  от начала распределенной нагрузки.

Ордината вспомогательной эпюры, расположенная под центром тяжести эпюры  от внешней нагрузки .

Прогиб свободного конца балки

Ордината вспомогательной эпюры

Угол поворота крайнего правого сечения


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78471. Классификация пневмоний. Критерии для постановки диагноза «пневмония». Оценка тяжести и прогноза исхода пневмонии по шкале CURB-65 97 KB
  Критерии для постановки диагноза пневмония. Классификация пневмоний Американского торакального общества 1993 г: Внебольничная пневмония ВП; Нозокомиальная внутригоспитальная пневмония НП; Аспирационная пневмония АП; Пневмония у лиц с тяжелым дефектом иммунитета; Типичные вызываются пневмотропными микробами; Атипичные вызываются внутриклеточными облигантами такими как вирусы хламидии микоплазмы клебсиеллы легионеллы и др.; Вторичные пневмонии: Застойная гипостатическая пневмония декомпенсация ХСН; Инфарктная...
78472. Внебольничная пневмония: принципы диагностики на амбулаторном и стационарном этапах ведения. Принципы выбора эмпирической антимикробной терапии в зависимости от группы риска и вероятной этиологии пневмонии 133 KB
  Лечение ВП в амбулаторных условиях: возбудители и препараты выбора: S. influenz: Препараты выбора: Амоксициллин или макролиды внутрь; Альтернативные препараты: Респираторные фторхинолоны левофлоксацин моксифлоксацин Доксициклин внутрь; S.ureus Enterobctericee: Препараты выбора: Амоксициллин Клавуланат или цефуроксим аксетил внутрь; Альтернативные препараты: Респираторные фторхинолоны левофлоксацин моксифлоксацин внутрь; Лечение ВП в стационарных условиях: возбудители и препараты выбора: S.ureus Enterobctericee: Препараты...
78473. Критерии пневмонии тяжелого течения. Инфекционно-токсический шок. Сепсис. Тактика ведения больных с тяжелой пневмонией 93.5 KB
  и ниже; Большие: Необходимость проведения ИВЛ; Увеличение объема инфильтрата в легких на 50 и более в течении 48 часов от начала терапии; Острая почечная недостаточность диурез менее 80 мл за 4 часа или сывороточный креатинин более 2 мг дл при отсутствии анамнестических указаний на наличие ХПН; Септический шок или потребность в вазопрессорах более 4 часов; Оценка тяжести и прогноза исхода пневмонии по шкале CURB65 по 1 баллу за признак: Спутанное сознание; Мочевина 7 ммоль л; ЧДД = 30 в мин; АД = 90 60 мм. Клиника: резкая...
78474. Нозокомиальная пневмония, как разновидность внутрибольничной инфекции. Наиболее частые причины нозокомиальных пневмоний 137.5 KB
  Классификация: Ранняя НП возникающая в течение первых 5 дней с момента госпитализации для которой характерны определенные возбудители чаще чувствительные к традиционно используемым антимикробным препаратам имеющую более благоприятный прогноз; Поздняя НП развивающаяся не ранее 6 дня госпитализации которая характеризуется более высоким риском наличия полирезистентных возбудителей и менее благоприятным прогнозом; Пути попадания инфекции в легочную ткань: аспирация секрета ротоглотки содержащего потенциальные возбудители НП;...
78475. Вентилятор-ассоциированная пневмония (ВАП): причины возникновения, клинико-рентгенологические и лабораторные критерии 97.5 KB
  Вентиляторассоциированная пневмония ВАП это частный случай ГП развивающейся у больных которым требуется протезирование функции внешнего дыхания т. Возникновение ВАП возможно и ранее 48 часов особенно у больных находящихся в критическом состоянии. Наиболее часто с ВАП ассоциируются такие микроорганизмы как кишечные грамотрицательные бактерии грибы и Stphylococcus ureus но есть данные о полимикробной инфекции.
78476. Аспирационная пневмония (АП) или синдром Мендельсона: причины возникновения, особенности микробного фона. Группы риска возникновения АП. Клинико-рентгенологические, эндоскопические и лабораторные критерии для диагноза АП 85 KB
  Патогенез: аспирация пищевых масс приводит большей частью к закупорке преимущественно средних бронхиол и возникновению острой гипоксии; аспирация желудочного сока нередко возникающая у больных и натощак означает распространенный химический ожог слизистой оболочки трахеи бронхов и бронхиол и как правило обусловливает крайне тяжелое течение возникающей острой ДН; истинный химический ожог бронхов происходит тогда когда рН аспирируемой жидкости менее 25; наиболее выраженное повреждение легких возникает при рН желудочного сока около...
78477. Легочные и внелегочные осложнения бактериальных пневмоний. Принципы профилактики, диагностики и лечения осложнений 92.5 KB
  Массивное действие токсина на сосудистую стенку приводит к выраженной дилатации венозных сосудов и депонированию крови преимущественно в органах брюшной полости, в результате чего уменьшается приток к правым отделам сердца, падает ударный объем, сердечный выброс и нарушается перфузия периферических органов (развивается гиповолемический шок).
78478. Клинико-этиологические различия атипичных пневмоний (вызванных микоплазмой, хламидиями или легионеллой). Принципы диагностики и выбора эмпирической антимикробной терапии 88 KB
  Характеристика: передается от человека человеку воздушнокапельным путем; пневмонии часто предшествуют воспаление верхних дыхательных путей; вызывает очаговое или сегментарное воспаление легочной ткани; чаще течение не тяжелое; начало постепенное: субфебрильная температура кашель с небольшим отделяемым вязкой мокроты; кашель становится упорным появляются выраженные симптомы интоксикации миалгии артралгии перикардит и др. Характеристика: пневмонии также часто предшествуют воспаление верхних дыхательных путей; сухой кашель...
78479. Вторичные пневмонии: гипостатическая (застойная), инфарктная, эозинофильная, перифокальная, посттравматическая. Этиопатогенетические, клинико-рентгенологические и лабораторные различи 99.5 KB
  В периферической крови отмечаются минимальные изменения лейкоцитоз выражен мало или отсутствует; Лечение: борьба с гипостазами и ликвидация их является основным профилактическим мероприятием для предотвращения развития гипостатической пневмонии; Инфарктная пневмония локальный воспалительный процесс в легком развивающийся как следствие эмболии тромбоэмболии сосудов легких в результате осложнения основного заболевания или одного из его проявлений.; банки горчичники компрессы на грудную клетку противопоказаны; в случаях когда...