Тема 20. Расчеты на прочность при циклических нагрузках
Характеристики циклов переменных напряжений. Усталость материалов. Кривые усталости и граница выносливости. Факторы, которые влияют на границу выносливости. Условие прочности.
Лабораторный практикум
Для прохождения лабораторного практикума изучаются экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений, а также приобретаются навыки работы на современных машинах для испытания материалов и использования измерительной аппаратуры.
Темы лабораторных работ
1. Испытание стального образца на растяжение.
2. Определение модуля упругости и коэффициента Пуассона.
3. Испытание материалов на сжатие.
4. Определение напряжений при чистом изгибе и внецентренном сжатии с помощью электротензометрии.
5. Испытание круглого образца на кручение.
6. Испытание металлической балки на изгиб. Определение прогибов и углов поворота сечений.
7. Исследование устойчивости сжатого стержня.
8. Определение напряжения и деформаций при кручении тонкостенного стержня.
9. Исследование напряженного состояния при плоском поперечном изгибе.
10. Определение главных напряжений и положение главных площадок при плоском поперечном изгибе.
Контрольные вопросы по курсу
1. Основные задачи курса сопротивления материалов. Расчетные схемы.
2. Основные предпосылки курса (ограничение, принципы, гипотезы).
3. Метод сечений. Понятие о внутренних силовых факторах в сечениях стержня. Простые и сложные деформации.
|
|
|
4. Понятие о напряжении в точке. Нормальные и касательные напряжения. Деформированное состояние около точки.
5. Понятие о напряженном состоянии в точке. Тензор напряжений и его свойства. Понятие о главных площадках. Классификация напряженных состояний в точке.
6. Центральное растяжение и сжатие. Эпюры продольных сил. Условие прочности.
7. Напряжение на наклонных площадках при центральном растяжении и сжатии.
8. Учет собственного веса при центральном растяжении и сжатии. Предельная длина. Ступенчатый стержень. Стержень равного сопротивления.
9. Деформации при центральном растяжении и сжатии. Закон Гука. Упругие постоянные E и m. Обобщенный закон Гука (при растяжении-сжатии).
10. Механические свойства материала. Диаграмма напряжений при растяжении и сжатии пластичных и хрупких материалов. Механические характеристики. Наклеп. Потенциальная энергия деформации.
11. Статически неопределимые задачи при растяжении-сжатии.
12. Геометрия сечений. Определение положения центра тяжести сечений. Осевые и центробежные моменты инерции. Их изменение при параллельном переносе осей.
13. Моменты инерции при повороте осей. Главные оси инерции. Определение их положения.
|
|
|
14. Чистый изгиб. Система гипотез. Вид тензора напряжений.
15. Выведение формулы для определения напряжений при чистом изгибе. Максимальное напряжение. Условие прочности.
16. Внецентренное сжатие. Внутренние усилия. Тензор напряжений. Выведение формул для определения напряжений.
17. Нейтральная линия при внецентренном сжатии. Ее свойства. Опасные напряжения. Условия прочности. Понятие о ядре сечения.
18. Поперечный изгиб. Внутренние усилия. Дифференциальные зависимости между M(x), Q(x) и q(x). Следствия из них. Практический способ построения эпюр Q и M.
19. Тензор напряжений при поперечном изгибе. Нормальные и касательные напряжения. Формула Д. Журавского. Условия прочности при изгибе.
20. Прогиб и углы поворота сечений при изгибе. Дифференциальная зависимость между у(x) и j(x). Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки. Треугольная таблица дифференциальных зависимостей при изгибе.
21. Метод начальных параметров. Функциональный прерыватель и его свойства. Универсальное уравнение изогнутой оси балки.
22. Статически неопределимые балки. Использование универсального уравнения для раскрытия статической неопределимости.
|
|
|
23. Расчеты на прочность при учете пластичных свойств материалов. Расчет стержневой системы. Чистый и поперечный изгиб.
24. Теория напряженного состояния в точке. Понятие о главных площадках и главных напряжениях. Классификация напряженных состояний.
25. Плоское напряженное состояние. Определение напряжений на произвольной наклонной площадке.
26. Плоское напряженное состояние. Экстремальность главных напряжений. Определение положения главных площадок. Вычисление главных напряжений.
27. Анализ напряженного состояния при поперечном изгибе. Траектории главных напряжений.
28. Проблема прочности при сложном напряженном состоянии. Понятие о зоне прочности. Теории прочности для хрупких материалов.
29. Теории прочности для пластичных материалов.
30. Чистое кручение. Система гипотез для стержней круглого сечения. Тензор напряжений.
31. Выведение формулы для определения напряжений при кручении стержней круглого сечения. Условие прочности. Условие жесткости.
32. Сложные деформации, связанные с кручением. Растяжение с кручением. Изгиб с кручением. Опасные точки. Приведенный момент. Условие прочности.
33. Устойчивость упругого равновесия. Постановка задачи по Эйлеру. Понятие о критической силе сжатого стержня. Формула Эйлера для определения критической силы шарнирно-закрепленного стержня.
|
|
|
34. Формула Эйлера для критической силы сжатого стержня при разных способах закрепления его концов. Случай, когда закрепления разные в главных плоскостях инерции.
35. Критические напряжения. Границы применения формулы Эйлера. Полный график критических напряжений.
36. Условие устойчивости сжатых стержней. Основные типы задач. Принципы рационального проектирования сжатых стержней.
37. Продольно-поперечный изгиб. Дифференциальное уравнение. Приближенное решение задачи. Условие прочности.
38. Задачи динамики. Учет сил инерции.
39. Напряжение и деформации при ударе.
40. Усталость материалов. Граница выносливости. Прочность при циклических нагрузках.
Литература
1. Сопротивление материалов. Под ред. Смирнова А.Ф. Учебник М.1975.
2. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. Учебник Г., 1989.
3. Опір матеріалів. Під ред. Г.С. Писаренко. Підручник. Київ, 2004.
4. Барданов Ю.М. Курс сопротивления материалов в структурно-логических схемах. Учебное пособие. Київ,1988.
5. Барданов Ю.М. Прочность и жесткость прямолинейных брусьев. Учебное пособие для строительных вузов. Одесса, 1978.
6. Барданов Ю.М. Определение перемещений сечений стержней при разных деформациях методом начальных параметров. Учебное пособие. Одеса,1980.
7. Барданов Ю.М., Вильга М.А., Какосимиди Н.Ф. Расчет сжатых стержней на устойчивость. Учебное пособие. Одесса, 1979.
8. Барданов Ю.М. Напряженное состояние и прочность стержней. Учебное пособие. Київ,1990.
9. Александров А.В. и др. Сопротивление материалов Учебник. Г., 2003.
10. Опір матеріалів з основами теорії пружності й пластичності. У двох частинах, п’яти книгах. Підручник, за редакцією В.Г.Піскунова. Київ «Вища школа» 1994.
11. Неутов С.Ф. Примеры решения задач по курсу «Сопротивление материалов» Для студентов заочной формы учебы всех специальностей. Одесса, ОГАСА,2003
12. Варданян Г.С., Азаров Н. Г., Горшков А.А. Сопротивление материалов (с основами строительной механики). Учебник М. ИНФРА – М.2003.
Приложение 1
Коэффициенты продольного изгиба φ
| Гибкость λ | Значения φ для | ||||
| Стали марок 4, 3, 2, ОС | Стали марки 5 | Стали СПБ | Чугуна | Дерева | |
| 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 | 1,00 0,99 0,96 0,94 0,92 0,89 0,86 0,81 0,75 0,69 0,60 0,52 0,45 0,40 0,36 0,32 0,29 0,26 0,23 0,21 0,19 | 1,00 0,98 0,95 0,92 0,89 0,86 0,82 0,76 0,70 0,62 0,51 0,43 0,36 0,33 0,29 0,26 0,24 0,21 0,19 0,17 0,16 | 1,00 0,97 0,95 0,91 0,87 0,83 0,79 0,72 0,65 0,55 0,43 0,35 0,30 0,26 0,23 0,21 0,19 0,17 0,15 0,14 0,13 | 1,00 0,97 0,91 0,81 0,69 0,57 0,44 0,34 0,26 0,20 0,16 – – – – – – – – – – | 1,00 0,99 0,97 0,93 0,87 0,80 0,70 0,60 0,48 0,38 0,31 0,25 0,22 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 |
Приложение 2
Значение коэффициента продольного изгиба φ
для стальных стержней
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 415; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!