Сложное напряжённое состояние. Косой изгиб

1. Прямой поперечный изгиб – внешние силы лежат в вертикальной плоскости сечения _┴ нейтральной оси

2. Косой изгиб, при котором плоскость действия силы не совпадаетни с одной из осей симметрии (более сложный случай изгиба)

 

Напряжённо-деформированное состояние балки при косом изгибе

А) на балку одновременно действует и вертикальная, и горизонтальная внешние силы или одна внешняя сила, которая может быть разложена на две.

Б) заменив силу F двумя составляющими, косой изгиб заменили двумя прямыми изгибами

от сил F_х и F_у в двух главных плоскостях бруса.

Г) деформации при косом изгибе: балка прогибается от каждой силы в плоскости их действия → одновременно прогибается в вертикальной и горизонтальной плоскостях

Д) изогнутая ось при этом не лежит ни в одной из указанных плоскостей

Е) т.к. балка изгибается в двух плоскостях, то и внутренние усилия М и Q будут возникать в каждой из плоскостей: в одной - М_х и Q_х, в другой - М_у и Q_у

 

Понятие о расчёте внецентренно сжатого бруса большой гибкости

 

1. Брус большой гибкости – стержень

2. Представляет собой комбинацию продольного и прямого поперечного изгиба

3. В расчёте используют коэффициент продольного изгиба φ

 

Понятие о простом и сложном напряжённых состояниях

1. Виды напряжённого состояния.

Простое:

А) линейное –

Сложное:

Б) плоское (двухосное)

В) объёмное (трёхосное)

 

Понятие об устойчивых и неустойчивых формах равновесия. Критическая сила.

1. Устойчивость – свойство системы самостоятельно восстанавливать первоначальное положение после того, как ей было сообщено отклонение от равновесия.

 

2. Если система таким свойством не обладает, называется неустойчивой.

 

3. Потеря устойчивости – если упругое тело при отклонении от равновесия не возвращается к исходному положению.

 

4. Критическая сила – max сжимающая нагрузка F_кр, при которой прямолинейная форма стержня устойчива. (сила, при превышении которой потеря устойчивости – критическое состояние)

 

5. Критические напряжения - нормальные напряжения, соответствующие критической силе, опасные для сжатого стержня. Критическая сила F_кр вызывает в сжатом стержне  σ_кр.

 

Гибкость – безразмерная величина, характеризует размеры стержня и способ закрепления их концов

 

Понятие о действии динамических и повторно-переменных нагрузок

1. Статическая нагрузка – прикладывается без ускорения или с малым ускорением, которым можно пренебречь.

 

2. Динамическая нагрузка:

А) возникает при изменении скорости приложения нагрузки (груза) за короткий промежуток времени, т.е. ускоренно.

Б) действие таких нагрузок сопровождается колебаниями отдельных элементов.

 

3. Усилия, напряжения и перемещения для динамических нагрузок больше и опаснее.

 

4. В машинах и механизмах встречаются все виды динамических нагрузок. Они характерны для многих конструкций -  оси, валы, штоки, пружины, шатуны и т. д.

Понятие об усталости

1. Нагрузки, циклически меняющиеся по величине или по величине и знаку, могут привести к разрушению конструкции при напряжениях меньших, чем предел текучести (или прочности).

2. Такое разрушение называют «усталостным». Материал как бы «устает» под действием многократных периодических нагрузок.

3. Усталостное разрушение – разрушение материала от повторно- переменных напряжений.

4. Усталость материала – постепенное накопление повреждений в материале от переменных напряжений, приводящих к трещинам в материале и разрушению.

5. Выносливость – способность материала сопротивляться усталостному разрушению.

6. Предел выносливости (усталости) – max величина напряжения цикла, которому материал может сопротивляться без разрушения неограни­ченно долго.

7. Виды усталости:

А) многоцикловое усталостное раз­рушение, характеризуемое повреждением и разрушением материала за большое число циклов нагружения.

Б) малоцикловая усталость, которая наблюдается при относительно малом числе циклов

Расчеты деталей сооружений на динамические нагрузки

1. Расчёт более сло­жный, чем на статическую нагрузку:

2. При действии ударной нагрузки (малой продолжительности) многие пластичные материалы работают как хрупкие.

3. От многократно повторяющейся переменной нагрузки прочность материалов резко снижается

Прочность при циклически меняющихся напряжениях

1. Большинство деталей машин в рабочих условиях испытывают пе­ременные напряжения, циклически изменяющиеся во времени.

2. Они воз­никают в детали от изменения нагрузки, а также в связи с изменением положения их сечений по отношению к постоянной нагрузке (например, вращение детали).

3. В подавляющем большинстве случаев расчеты на прочность деталей, работающих при переменных напряжениях, выполняют как проверочные.

 

4. При этом проектировочный расчет детали для определения ее размеров, выполняют приближенно без учета переменности напряжений, но по пониженным допускаемым напряжениям.