Тема 2.3. Практические расчеты на срез и смятие

При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета.

Следует уяснить расчет заклепок, сварных соединений и врубок. Явление среза всегда «осложнено» наличием других напряже­ний.

Вопросы для самоконтроля

1. Диаметры штифтов предохранительной муфты, соединяющей два вала, долж­ны быть выбраны таким образом, чтобы при достижении передаваемым моментом предельного значения штифты разрушались (срезались). Какая механическая харак­теристика материала штифтов должна быть использована в расчете?
2. Практические расчеты на срез и смятие.

Проверить прочность заклепочного соединения на срез и смятие, если F = 60 кН; [τ_c] = 100 МПа; = 240 МПа; d = 20 мм: z = 3

В результате изучения темы студент должен:

иметь представлениеоб основных предпосылках и условностях расчета; соединениях работающих на срез и смятие;

знатьнапряжения и деформации, возникающие при работе на срез и смятие;

уметьпроводить испытание материалов на срез; выполнять расчеты на прочность по предельному состоянию заклепочных, болтовых (без зазора), сварных соединений.

Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений

В теории изгиба важную роль играют моменты инерции.

Перед изучением этой темы по учебнику теоретической механики повторите материал о статическом моменте и о нахождении центров тяжести плоских фигур.

При изучении темы обратите внимание на теорему о переносе осей. Эта формула наглядно показывает, что наименьшим из моментов инерции относительно нескольких параллельных осей является момент инерции относительно той оси, ко­торая проходит через центр тяжести.

В теории изгиба важную роль играют главные центральные оси. Если сечение состоит из ряда прокатных профилей, то необходимо при вычислениях пользоваться данны­ми таблиц сортамента.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое статический момент сечения?

2. Что такое осевой и центробежный моменты инерции плоского сечения?

3. Изменяются ли центробежные и осевые моменты инерции при повороте осей? При параллельном переносе?

4. Что такое главные центральные оси инерции?

5. Какая связь существует между моментами инерции относительно параллель­ных осей, из которых одна является центральной?

6. Напишите формулы для вычисления осевых моментов инерции для прямоу­гольника, равнобедренного треугольника, круга и кольца.

7. Как определяют осевые моменты инерции сложных составных сечений?

В результате изучения темы студент должен:

иметь представлениео физическом смысле осевых центробежных и полярных моментах инерции; главных центральных осях и главных центральных моментах инерции;

знать моменты инерции простейших сечений.

Тема 2.5. Изгиб

Теория чистого изгиба имеет как внешнюю, так и смысловую аналогию с теорией кручения — аналогичное распределение напряжений по поперечному сече­нию: наличие опасных точек сечения, аналогичные геометрические характеристики прочности и жесткости сечения, аналогичный подход к оценке рациональности фор­мы сечения. Следует научиться строить эпюры изгибающих мо­ментов по характерным точкам и рассчитывать балки на прочность.

Вопросы для самоконтроля

1. В каком случае балка работает на изгиб?

2. Что такое чистый и поперечный изгиб? Какие внутренние силовые факторы возникают в поперечных сечениях бруса в этих случаях?

3. Каким методом определяют внутренние силовые факторы, действующие в поперечных сечениях на изгиб?

4. Чему равна поперечная сила и изгибающий момент в произвольном сечении балки при изгибе?

5. Для чего строятся эпюры поперечных сил и изгибающих моментов?

6. Сформулируйте правило знаков для поперечной силы и изгибающего мо­мента.

7. Как меняется характер эпюр поперечных сил и изгибающих моментов в точ­ках приложения сосредоточенных, сил и моментов?

8. Напишите формулы для определения осевых моментов сопротивления при изгибе для прямоугольника, круга и кольца.

9. Изгиб прямого бруса.

1 Для какого варианта эпюра поперечных сил построена верно?

2 На каком участке бруса эпюра изгибающих моментов имеет вид квадратной параболы?

В результате изучения темы студент должен:

иметь представлениео дифферинциальных зависимостях при изгибе; линейных и угловых перемещениях; жесткости при изгибе;

знатьвиды изгиба и внутренние силовые факторы; правила построения и контроля эпюр поперечных сил и изгибающих моментов; распределение нормальных напряжений по сечению при изгибе; условия прочности;

уметьстроить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов по длине балок; выполнять расчеты балок на прочность по предельному состоянию.