22555

Совместные действия изгиба и кручения призматического стержня

Лекция

Производство и промышленные технологии

Совместные действия изгиба и кручения призматического стержня Исследуем этот вид деформации стержня на примере расчета вала кругового кольцевого поперечного сечения на совместное действие изгиба и кручения рис. Строим эпюры изгибающих моментов My и My. У кругового и кольцевого поперечного сечений все центральные оси главные поэтому косого изгиба у вала вообще не может быть следовательно нет смысла в каждом сечении иметь два изгибающих момента Mx и My а целесообразно их заменить результирующим суммарным изгибающим моментом рис....

Русский

2013-08-04

55 KB

4 чел.

Сопротивление материалов Сагадеев В.В.

Лекция № 29. Совместные действия изгиба и кручения призматического стержня

   Исследуем этот вид деформации стержня на примере расчета вала кругового (кольцевого) поперечного сечения на совместное действие изгиба и кручения (рис. 1).



Рис.1. Расчетная схема изогнутого и скрученного вала

 

Примем следующий порядок расчета.

1. Разлагаем все внешние силы на составляющие

P1x, P2x,..., Pnx и P1y, P2y,..., Pny.

2. Строим эпюры изгибающих моментов My и My. от этих групп сил.

   У кругового и кольцевого поперечного сечений все центральные оси главные, поэтому косого изгиба у вала вообще не может быть, следовательно, нет смысла в каждом сечении иметь два изгибающих момента Mx, и My а целесообразно их заменить результирующим (суммарным) изгибающим моментом (рис. 2)

,

который вызывает прямой изгиб в плоскости его действия относительно нейтральной оси п—п, перпендикулярной вектору Мизг. Эпюра суммарного момента имеет пространственное очертание и поэтому неудобна для построения и анализа. Поскольку все направления у круга с точки зрения прочности равноценны, то обычно эпюру Мизг спрямляют, помещая все ординаты в одну (например, вертикальную) плоскость. Обратим внимание на то, что центральный участок этой эпюры является нелинейным.



Рис.2. Формирование результирующего изгибающего момента

 

3. Строится эпюра крутящего момента Мz.

Наибольшие напряжения изгиба возникают в точках k и k/, наиболее удаленных от нейтральной оси (рис. 3),

.

где Wизг — момент сопротивления при изгибе.

В этих же точках имеют место и наибольшие касательные напряжения кручения

,

где Wр момент сопротивления при кручении.



а) эпюры напряжений б) распределение напряжений
Рис.3. Напряженное состояние вала:

 

   Как следует из рис. 3, напряженное состояние является упрощенным плоским (сочетание одноосного растяжения и чистого сдвига). Если вал выполнен из пластичного материала, оценка его прочности должна быть произведена по одному из критериев текучести. Например, по критерию Треска—Сен-Венана имеем

.

Учитывая, что Wр=2 Wизг, для эквивалентных напряжений получаем

,

где —эквивалентный момент, с введением которого задача расчета вала на совместное действие изгиба и кручения, сводится к расчету на эквивалентный изгиб.

Аналогично для Мэкв по.критерию Губера—Мизеса получаем

Тогда условие прочности для вала из пластичного материала будет иметь вид

.

Для стержня из хрупкого материала условие прочности следует записать в виде

,

где Мэкв должен быть записан применительно к одному из критериев хрупкого разрушения. Например, по критерию Мора

где .

   Обратим внимание на особенности расчета при сочетании изгиба, растяжения и кручения стержня прямоугольного поперечного сечения (рис. 4.) Для выявления опасной точки здесь должны быть сравнены напряжения косого изгиба с растяжением в точке А, с эквивалентными напряжениями в точках В и С.



Рис.4. Модель расчета напряжений при сочетании кручения, растяжения и изгиба.

 

   Полученные соотношения приобретают крайнюю необходимость и востребованность при выполнении Вами курсового проекта по основам конструирования при расчете на прочность и жесткость валов передач.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30174. Российское законодательство в области защиты прав потребителей 443.5 KB
  В гражданском обороте основанном на рыночных отношениях защита прав потребителей в сфере оказания услуг занимает особое место. В данной работе анализируется обязательство по оказанию услуг потребителю и проблемы защиты прав потребителя при его нарушении. Вместе с тем в науке гражданского права специальных работ монографического характера посвященных исследованию проблемным вопросам защиты прав потребителя при оказании услуг не так много большинство существующих современных работ носят скорее информативный характер а не научный. Объектом...
30177. Модернизировать координатную ось динамической подвижной лазерной головки. Разработанная координатная ось должна минимизировать общее время обработки 6.29 MB
  В результате выполнения работы была модернизирована координатная ось, для уменьшения перемещения лазерной головки и получены минимальные затраты материала. Областью практического применения разработанной координатной системы станка обеспечивает динамическое перемещение оптической оси лазерного излучения, а также положением фокуса луча над поверхностью раскройного стола с разрешением в тысячные доли миллиметра.
30178. Разработка рекомендаций по совершенствованию аэронавигационного обеспечения полетов авиакомпании "Волга-Днепр" в связи с внедрением европейской схемы торговли квотами на эмиссию парниковых газов 2.22 MB
  Выявлена проблема определения оптимального маршрута с точки зрения учета квот на эмиссию парниковых газов и представлены результаты расчетов эффективности эмиссии и определения оптимального маршрута путем ее сравнения. Методы уменьшения эмиссии парниковых газов 59 4. Повышение спроса на воздушные перевозки привело к увеличению общего объема авиационной эмиссии темпы которого превысили темпы уменьшения удельной эмиссии обеспечиваемой за счет постоянного совершенствования техники и эксплуатационных процедур. Основными компонентами авиационной...
30180. Анализ земляники садовой выращеной на базе плодового питомника ООО «Полисад» в городе Горки Могилевской области 1.13 MB
  Первые крупноплодные сорта земляники появились в 1840 году. Через 20 лет эти сорта были завезены в Казань на ферму земледельческого училища. Растения преимущественно двудомные встречаются сорта с обоеполыми цветками. В диком состоянии этот вид не встречается к нему принадлежат все сорта крупноплодной садовой земляники которые ныне культивируются.
30182. Установление специфики юридической ответственности органов местного самоуправления 428.5 KB
  Ответственность органов местного самоуправления выступает важным элементом их правового статуса гарантией качественной работы и добросовестного осуществления своих полномочий. Предназначение конституционноправовой ответственности заключается в охране конституционного строя основных прав и свобод граждан в обеспечении нормального порядка осуществления публичной власти в следовании органов местного самоуправления предписаниям действующего законодательства в предупреждении превенции посягательств на порядок осуществления...