Последовательность решения задачи
РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ (построение эпюр N, σ и λ) Последовательность решения задачи
1. Разбить брус на участки, начиная от свободного конца. Границами участков являются сечения, в которых приложены внешние силы, и места изменения размеров поперечного сечения. 2. Определить по методу сечений продольную силу для каждого участка по формуле å Fi z = 0; ипостроить эпюру продольных сил N. Проведя параллельно оси бруса базовую (нулевую) линию эпюры, отложить перпендикулярно ей в произвольном масштабе получаемые значения. Через концы ординат провести линии, проставить знаки и заштриховать эпюру линиями. 3. Для построения эпюры нормальных напряжений определяем напряжения в поперечных сечениях каждого из участков по формуле
В пределах каждого участка напряжения постоянны, т. е. эпюра на данном участке изображается прямой, параллельной оси бруса. 4. Перемещение свободного конца бруса определяем как сумму удлинений (укорочений) участков бруса λ = å Δli, вычисленных по формуле Гука Δli =
Пример. Для данного ступенчатого бруса (рис.1) построить эпюру продольных сил, эпюру нормальных напряжений и определить перемещение свободного конца, если Е = 2×105МПа; A1=1,9 см2; A2 = 3,1 см2; F1 = 30 кН; F2 = 38 кН; F3 = 42 кН
Рис. 1 - Схема задачи
Решение: 1. Отмечаем участки, как показано на рис. 2
Рис. 2 - Схема участков
2. Определяем значения продольной силы N на участках бруса используя уравнение равновесия å Fi z = 0: NI = 0; NII = F1 = 30 кН; NIII = F1 = 30 кН; NIV = F1 – F2 = - 8 кН; NV = F1 - F2 - F3 = - 50 кH Строим эпюру продольных сил (рис. 3). Рис. 3 - Эпюра продольных сил
3. Вычисляем значения нормальных напряжений:
Строим эпюру нормальных напряжений (рис. 4).
Рис. 4 - Эпюра нормальных напряжений
4. Определяем перемещение свободного конца: , ΔlI = ΔlII = ΔlIII = ΔlIV = ΔlV =
λ = å Δli = 0 + 0,394 + 0,0484 - 0,0516 - 0,161 = 0,23 мм
Брус удлиняется на 0,23 мм. Задача 5. Двухступенчатый стальной брус, длины ступеней которого указаны на рисунке 5, нагружен силами F1 и F2. Построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений по длине бруса. Определить удлинение (укорочение) бруса, приняв Е = 2 × 105 МПа. Осевые размеры даны в мм. Данные своего варианта взять из таблицы 1. Таблица 1 - Исходные данные
Рис. 5 - Схема задачи ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|