Художественная культура и искусство Курс лекций по истории искусства Теория машин и механизмов Математический анализ Электротехника и электроника Расчеты электрических цепей Начертательная геометрия Примеры выполнения заданий
контрольной работы
Лекции и задачи по физике Компьютерная  безопасность Информационные системы Получение электрической энергии Атомная физика
Испытание на сжатие Испытание на кручение Испытание материалов на выносливость Расчет на жесткость Расчет на прочность Понятие о напряжениях Объёмные деформации

Правила проверки эпюр

 Если сравнить выражения первой производной от изгибающего момента и поперечной силы на первом участке, то можем видеть, что

,

то есть первая производная от изгибающего момента по длине участка равна поперечной силе.

 Это соотношение в общем виде было получено Журавским и носит название теоремы Журавского.

 На основании теоремы Журавского могу быть сформулированы правила проверки эпюр:

1.       В точке приложения сосредоточенной силы на эпюре Qy должен быть скачок, равный по величине и знаку приложенной силе.

2.       В точке приложения сосредоточенного момента на эпюре Mx должен быть скачок, равный по величине и по знаку приложенному моменту.

3.       На участке, где приложена распределенная нагрузка, эпюра Qy является наклонной прямой (наклон по направлению действия нагрузки), а эпюра Mx - кривой, выпуклость которой направлена навстречу распределенной нагрузке.

4.       На участках, где Qy > 0, Mx возрастает, на участках, где Qy< 0, Mx убывает, если Qy = 0 (эпюра пересекает нулевую линию), то эпюра Мx имеет экстремум.

5.       В тех точках, где на эпюре Qy имеется скачок, на эпюре Мx будет излом.

6.       Чем больше по модулю величина Qy , тем круче изменяется эпюра Мx.

7.       На свободных концах балки изгибающий момент равен нулю.

Эти правила справедливы, если проверять эпюры, начиная с левого конца балки к правому.

Напряжение при чистом изгибе

Определим нормальные напряжения, возникающие при чистом изгибе балки находящейся под действием моментов Мх.

В произвольной точке балки (рис.6.6, т.А) в общем случае могут возникать нормальные напряжения как вдоль продольной оси σz, так и вдоль поперечных осей σx, σy. Однако экспериментально установлено, что нормальные напряжения σx, σy пренебрежимо малы по сравнению с напряжениями σz. Принимается так называемая гипотеза ненадавливания продольных волокон σx = 0, σy = 0. Поэтому можно принять, что материал балки находится при линейном напряженном состоянии вдоль оси z, и деформации подчиняются закону Гука. То есть нормальные напряжения при изгибе можно определить из формулы.

Установим закон изменения деформаций при изгибе балки. Экспериментально получено, что в деформируемой балке поперечные сечения плоские до деформации остаются плоскими и поперечными после деформации, имеет место гипотеза плоских сечений. При этом верхние волокна удлиняются, нижние укорачиваются, а продольная линия не меняет своей длины. Слой балки, не испытывающий при изгибе ни растяжения ни сжатия, называется нейтральным слоем. Линия пересечения нейтрального слоя и плоскости поперечного сечения называется нейтральной линией.

Определим относительную деформацию волокна ав εz (далее будем обозначать ее просто ε).

,

где r - радиус кривизны нейтрального слоя,

  у - расстояние от нейтрального слоя до рассматриваемого волокна балки.

Подставляя это соотношение в закон Гука, получим:


  (6.1)

т.е. напряжения s линейно зависят от координаты у.

Используя интегральную связь между напряжениями и изгибающим моментом

,

подставляя в него соотношение (6.1), получим , где  - осевой момент инерции сечения.

Тогда получим выражение , подставляя которое в (6.1) окончательно имеем формулу для нормальных напряжений при изгибе

.

Эпюра нормальных напряжений показана на рис.6.6. Как видно, на нейтральной линии они равны нулю, максимального значения напряжения достигают в крайних верхних и нижних волокнах балки.

.

  Обозначая , получим формулу для максимальных напряжений в произвольном сечении

,

где Wx – осевой момент сопротивления сечения изгибу, геометрическая характеристика поперечного сечения.

Жесткость – способность материала не гнуться под воздействием приложенной нагрузки. Вязкость – свойство материалов необратимо поглощать энергию при их пластическом деформировании. Хрупкость – способность твердых тел разрушаться при механических воздействиях без заметной пластической деформации. Дислокации – линейные искажения типа обрыва или сдвига атомных слоев, нарушающие правильность их чередования в решетке. Бывают краевые и винтовые дислокации. ^ Статическая нагрузка – это однократно приложенная нагрузка, плавно и относительно медленно возрастающая от нуля до своей максимальной точки.
Содержание и задачи курса сопротивление материалов