Для большинства балок касательными напряжениями в поперечных сече-ниях пренебрегают. Отличие от чистого изгиба состоит только в изменении из-гибающего момента от сечения к сечению. Расположение пластических облас-тей можно определить, подставив в зависимость для граничной ординаты
уy = f (Mz) выражение Мz.
Рассмотрим балку прямоугольного сечения в случае, когда диаграмма σ ~ ε обладает участком идеальной пластичности (см. рис.5.3, а). Читатель может убедиться, что ордината на границе упругой и пластической областей равна
Отсюда вытекает соотношение
Примем нагрузку в виде силы F, приложенной посредине балки (рис.10.11). Положив начало координат в точке под силой F, получим в случае исчерпания несущей способности в этом сечении:
А так как
Рис. 10.11
то
После подстановки выражения Мz в выведенное выше соотношение находим
т.е. границей раздела упругой и пластической областей является парабола. Из условия уу= h/ 2 определяется расстояние, на которое простирается пластическая область по длине балки в каждую сторону от линии приложения силы: х = ± l /6.
|
|
При Mz= Mz (у) получаем kx= ∞, т.е. сечение имеет безгранично нарастающие повороты. Это явление связывают с появлением так называемого пластического шарнира. Последний отличается от конструктивного тем, что, во-первых, удерживает определенный предельный момент Mz ( y ) и не препятст-
ствует поворотам, начиная только с тех значений моментов, которые превосхо-дят значение Mz ( y ). Во-вторых, пластический шарнир является односторонним в процессе деформирования и исчезает при перемене знака деформации.
Практикум
Следует разобрать примеры решения задач, приведенные в разделе V, контрольное задание №1.