Анализ напряженного состояния при кручении. Главные напряжения и главные площадки. Характер разрушения валов
 |
В п. 7.3 показано, что в поперечных сечениях вала возникают только касательные напряжения. По закону парности касательные напряжения действуют и вдоль образующей (рис. 7.9а). Вдоль радиуса сечения вала касательные напряжения τ не возникают.
Выделенный элемент у поверхности вала находится в условиях чистого сдвига. А при чистом сдвиге главные напряжения равны касательным, т.е. σ1 = τ, σ2 = - τ и действуют на площадках, расположенных под углом 45˚ по отношению к площадкам чистого сдвига.
За счет действия растягивающих главных напряжений разрушаются хрупкие материалы, например, чугун. Характер разрушения вала из чугуна показан на рис. 7.10а. Пластичные материалы (стали, алюминий и т.д.) хуже сопротивляются действию касательных напряжений. Валы из таких материалов разрушаются по плоскости поперечного сечения (рис. 7.10б). Валы из древесины разрушаются в продольном направлении за счет касательных напряжений (рис.7.10в). Древесина обладает слабыми прочностными характеристиками вдоль волокон, чем поперек волокон.
МОДУЛЬ 8. Поперечный изгиб прямых стержней
Общие понятия об изгибе балок
Одной из распространенных деформаций в элементах строительных конструкций является изгиб. Стержни, работающие на изгиб, называются балками. К таким элементам можно отнести перемычку над оконным проемом, балку моста, подкрановую балку и т. д.
|
|
|
Поперечный изгиб - такой вид деформации, при котором действующая нагрузка расположена в плоскостях, совпадающих с продольной осью стержня (рис. 8.1).
 |
В том случае, когда действующая нагрузка расположена в одной плоскости, проходящей через одну из главных осей поперечного сечения, изгиб называется плоским, поперечным (рис. 8.2). При действии нагрузки, расположенной в вертикальной плоскости, обусловленной гравитационными силами, будем полагать, что имеем дело с плоским изгибом или просто изгибом.
В общем случае поперечного изгиба в сечении балки возникает шесть внутренних силовых факторов: (Mx, My, Mz, Qx, Qy, Nz). При плоском поперечном изгибе таких факторов три: (Mx, Qy, Nz).
В случае, когда, в поперечном сечении балки действует только изгибающий момент, а поперечная сила равна нулю, изгиб называется чистым.
 |
На рис. 8.3 и 8.4 показаны соответственно примеры чистого и поперечного изгиба.
В дальнейшем мы будем рассматривать плоский поперечный изгиб.
Основные типы балок и опорных связей
Балка предназначена для восприятия внешней нагрузки и передачи ее на основание через опорные связи. В зависимости то типа опорных связей возникают соответствующие реакции. Балка на расчетной схеме изображается ее осью в виде прямой линии (рис. 8.5) На этом рисунке показана однопролетная балка АС с консолью ВС.
|
|
|
Расстояние между опорами балки А и В называется пролетом (8.5) и обозначается на чертеже буквой l. Свободно свисающая часть балки ВС называется консолью (8.6) и на схемах обозначается буквой а.
Вспомните о консольном расположении крыла самолета. Консольно расположена плита балкона.
В балках в основном используется три типа опор.
Опора в узле «А» (рис. 8.5а) называется шарнирно неподвижной. В этом случае балка к основанию крепится через два балансира (верхний и нижний), соединенных между собой металлическим цилиндром. Такая опора не допускает перемещения по вертикали и горизонтали, но дает возможность опорному сечению поворачиваться относительно оси цилиндра. В такой опоре возникают две составляющих опорной реакции: Ra, Ha.
Опора в точке В является шарнирно подвижной. В этом случае балка крепится к основанию через балансир и цилиндрический шарнир (рис. 8.5в). В такой опоре возникает только одна вертикальная реакция Rb.
 |
На рис. 8.6а показана балка, которая заделана в кирпичную кладку. Металлическую балку можно приварить к колонне. Такое закрепление балки принято называть жестким закреплением или жесткой заделкой. Расчетная схема такой балки показана на (рис.8.6в.) При таком закреплении возникает две составляющих опорной реакции Ra, Ha и реактивный момент Ma.
|
|
|
Для того чтобы балка могла воспринимать нагрузку, ее необходимо закрепить в плоскости с помощью названных выше опор (опорных связей). Наименьшее число связей, обеспечивающих неподвижность балки по отношению к основанию, равно трем.
В дальнейшем мы будем рассматривать балки на двух опорах, балки с консолями и чисто консольные балки.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 470; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!