- •СЛОЖНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
- •Расчеты на прочность и жесткость при косом изгибе
- •Силовые плоскости
- •Косой изгиб возникает, например, в обрешетинах кровли от веса самой кровли, собственного веса
- •Типы косого изгиба.
- •2) плоский косой изгиб, который возникает в случаях, когда вся действующая на брус
- •Внутренние усилия при косом изгибе.
- •Момент Мх (Му) положителен, если он вызывает в точках первой четверти системы координат
- •Силовая
- •Напряжения при косом изгибе
- •При определении нормальных напряжений достаточно найти их алгебраическую сумму, так как эти напряжения
- •2. Касательные напряжения.
- •Исследование напряженного состояния в точке при косом изгибе.
- •Опасные точки сечения. Нейтральная линия сечения.
- •Выясним, какими свойствами обладает нейтральная линия при косом изгибе.
- •3).Сравним выражения (8.2) и (8.5). MxMy tgα (8.2) tg MxMy JxJy (8.5)
- •4) Получим зависимость величины нормальных напряжений в точке сечения от положения этой точки
- •Рассмотрим произвольную точку М( x,y).
- •В сечениях простой формы (прямоугольник, двутавр, швеллер и
- •Расчет круглого сечения.
- •Перемещения при косом изгибе.
Выясним, какими свойствами обладает нейтральная линия при косом изгибе.
1). Найдем напряжения в центре тяжести сечения т.С(0,0). Из
(8.3) получаем:
σcz MxJx 0 MyJy 0 0,тоесть
Y |
Н.л. |
Нейтральная линия всегда про- |
|
ходит через центр тяжести се- |
|||
|
|||
|
|
чения. |
- |
X |
2).Нейтральная линия делит |
c |
|
сечение на две зоны– зону рас- |
+ |
|
тяжения и зону сжатия. |
3).Сравним выражения (8.2) и (8.5). MxMy tgα (8.2) tg MxMy JxJy (8.5)
tg |
Mx Jy |
tgα Jy |
(8.6) |
, то есть, если Jx Jy, |
|||
|
MyJx |
|
|
Jx |
|
||
|
Y |
Н.л. |
|
|
|
то α |
|
|
|
Нейтральная и силовая линии |
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
ά |
|
|
|
в общем случае не перпенди- |
||
- |
φ |
|
|
кулярны друг другу и всегда |
|||
c |
X |
проходят через разные четвер- |
|||||
|
|
+ |
|
|
ти системы координат . |
||
|
|
|
|
|
|
|
С.л.
4) Получим зависимость величины нормальных напряжений в точке сечения от положения этой точки относительно нейтраль- ной линии. Для этого преобразуем сначала формулу (8.3):
σ Mxy Myx Mx y MyJx x z
Jx Jy Jx MxJy
Mx
σz Jx(y x tg )
Mx 1 |
yCos xSin |
|
|
σz Jx Cos |
(8.7) |
||
|
|
|
Рассмотрим произвольную точку М( x,y).
Опустим из этой точки два перпендикуляра – МК на ось Х и МВ на нейтральную линию.
Обозначим длину перпендикуляра МВ через р.
Опустим из точки К перпендикуляры KT на отрезок МВ и К L на
нейтральную линию.
BMK KCL углы между взаимно перпендикулярными сторонами.
. T
B c
Y
.φ
x
Lφ .
M
y
KX
p
Из чертежа следует
MB=p =MT+TB=MT+KL; Из MKT: MT=yCosφ Из KCL: KL=xSinφ
|
Н.л. |
p=MT+KL=yCosφ +xSinφ |
||
|
Подставим это выражение в |
|||
Mx 1 |
|
(8.7) |
Mx |
p |
|
|
|||
σz Jx Cos |
yCos xSin |
σz Jx |
Cos (8.8) |
Н.л. |
Y |
2 |
|
M |
|
- c |
+ |
X |
|
||
φ |
p |
1
Mx |
p |
|
σz Jx |
|
(8.8) |
Cos |
Из формулы (8.8) сле-дует, что чем больше р, то есть чем дальше точка отстоит от нейтральной линии, тем большее на- пряжение в ней возника- ет. Таким образом, наи- более опасными точками сечения являются точки, наиболее удаленные от нейтральной оси
Это точка 1 – в ней возникает наибольшее сжимающее напряжение и точка 2, в которой возни- кает наибольшее растяг-
ивающее напряжение.
Н.л. |
|
Y |
|
|
|
Mx |
p |
|
|
M |
2 |
|
|
σz Jx Cos (8.8) |
|
|
|
+ |
|
|
|
Из формулы (8.8) также |
|
|
c |
|
X |
|
следует, что напряжения |
||
|
φ |
|
|
линейно зависят от р. |
|||
- |
p |
|
|
||||
|
|
|
Построим эпюру |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
напряжений вдоль оси, |
|
1 |
|
|
|
|
|
перпендикулярной нейт- |
|
|
|
|
|
|
ральной линии. |
||
|
|
|
|
|
. |
+ |
|
|
|
|
|
|
σрmax |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- σz
σсmax
В сечениях простой формы (прямоугольник, двутавр, швеллер и
т.п.) опасными точками сечения будут угловые точки.
Если брус выполнен из пластического материала, то в сечении будут две равноопасных точки—т.1 и т.2.
Если брус выполнен из хрупкого материала, то более опасной точкой будет т.1, в которой возникает наибольшее растягивающее напряжение.
1 |
|
1 |
+ |
|
+ |
|
|
|
- |
|
|
2 |
|
|
Н.л. |
2 |
- |
|
Н.л. |
|
|
|
Расчет круглого сечения.
|
Y |
|
My Jx |
|
Jx |
|
|
tg Mx Jy tgα Jy |
|
||||
Выпишем формулу (8.6) |
|
|
|
|
|
|
С.л. |
|
|
Для круглого сечения Jx Jy |
|||
|
|
|
||||
|
|
Н.л. |
и α |
|
|
|
|
α |
|
В круглом сечении силовая и |
|||
|
|
нейтральная линия перпенди- |
||||
|
φ |
X |
||||
|
кулярны. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
pmax |
|
Из (8.1) |
|
|
|
|
|
|
Mx Mu Cоsα Mu Cos ; |
|||
|
|
|
Из (8.8) σ Mx |
p |
|
|
|
|
|
z |
Jx Cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MuCos p |
Mup |
|
σmax Mu |
|
||
|
|
|
|
z |
Wx |
|
Jx Cos |
Jx |
|
|
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Перемещения при косом изгибе.
Так как косой изгиб представляет собой сочетание двух прямых изгибов, то перемещения при косом изгибе определяются теми же методами, что и при прямом изгибе, например, методом Мора.
F1
u
ϒ
f
v
Y
X
Для этого сначала все нагрузки раскладываются
на составляющие, дей- F2 ствующие в плоскостях
XZ u ZY, затем находят от- дельно перемещения u и v в этих плоскостях.
После этого определяют полный прогиб по теоре- ме Пифагора
f u2 v2
и направление прогиба по формуле u
tgγ v
Y
ϒ
|
Силовая |
F2 |
плоскость |
|
|
|
α |
|
F1 |
F |
Плоскость изгиба |
f
Можно показать,что
uv JxJy tgα
то есть
tgγ JxJy tgα
Таким образом, при ко- сом изгибе, в отличие от прямого, силовая плоскость и плоскость изгиба не совпадают друг с другом.