Прямой поперечный изгиб призматических балок. Чаплинский И.А - 7 стр.

UptoLike

11 12
Рассмотрим балку с несимметричным сечением относи-
тельно нейтральной оси (рис. 1.4, б). В опасном сечении 1–1
опасными точками будут точки 1 и 2 (рис. 1.5,а), в которых
имеет место линейное напряженное состояние (рис. 1.6,а,б).
а) б) в) г) д)
(сечение 1–1) (сечение 2–2) (сечение 3–3)
Рис. 1.5
Рис. 1.6
Прочность материала в этих точках будет обеспечена, если
выполняются условия прочности (1.7) и (1.8) для хрупкого ма-
териала:
;
1
max
max,1 t
z
z
x
R
W
M
==
σσ
(1.7)
,
2
max
min,3 c
z
z
x
R
W
M
==
σσ
(1.8)
где R
t
и R
c
расчетные сопротивления материала соответствен-
но на растяжение и сжатие; W
z1
, W
z2
осевые моменты сопро-
тивления материала изгибу (м
3
).
Для растянутой зоны
1
1
y
I
W
z
z
=
; (1.9)
для сжатой зоны
2
2
y
I
W
z
z
= (1.10)
Если балка выполнена из пластичного материала, то R
t
=
= R
c
= R и опасной точкой в сечении будет та точка, в которой
действует наибольшее по модулю нормальное напряжение. В
рассматриваемом примере такой точкой является точка 2, усло-
вие прочности в которой имеет вид:
R
W
M
z
z
x
==
max
max
3
σσ
, (1.11)
где Rрасчетное сопротивление пластичного материала;
max
y
I
W
z
z
= . (1.12)
В этом случае для балки (см. рис. 1.4)
2
y
I
W
z
z
= .
В опасном сечении 2–2 опасной является точка 3 попереч-
ного сечения, лежащая на нейтральной оси, т.к. в этой точке
возникают наибольшие по модулю касательные напряжения
(рис. 1.5,в). В окрестности точки 3 материал находится в со-
стоянии чистого сдвига (рис. 1.6,в), т.к.
x
σ
в точках попереч-
ного сечения на нейтральной оси равны нулю, а
y
σ
равны ну-
лю в силу принятого допущения о ненадавливании продольных
волокон в поперечном направлении.
Прочность материала в точке 3 будет обеспечена, если вы-
полнено условие
    Рассмотрим балку с несимметричным сечением относи-                                                   Mz
тельно нейтральной оси (рис. 1.4, б). В опасном сечении 1–1                           σ 3 = σ x ,min =        max
                                                                                                                    ≤ Rc ,                        (1.8)
опасными точками будут точки 1 и 2 (рис. 1.5,а), в которых                                                Wz 2
имеет место линейное напряженное состояние (рис. 1.6,а,б).                 где Rt и Rc – расчетные сопротивления материала соответствен-
                                                                           но на растяжение и сжатие; Wz1, Wz2 – осевые моменты сопро-
    а)         б)                   в)            г)          д)           тивления материала изгибу (м3).
                                                                                                                                  Iz
                                                                               Для растянутой зоны                        W z1 =      ;          (1.9)
                                                                                                                                  y1
                                                                                                                                   I
                                                                               для сжатой зоны                            Wz 2   = z             (1.10)
                                                                                                                                   y2
                                                                                Если балка выполнена из пластичного материала, то Rt =
                                                                           = Rc = R и опасной точкой в сечении будет та точка, в которой
                                                                           действует наибольшее по модулю нормальное напряжение. В
              (сечение 1–1) (сечение 2–2)              (сечение 3–3)       рассматриваемом примере такой точкой является точка 2, усло-
                                                                           вие прочности в которой имеет вид:
                                  Рис. 1.5                                                                    Mz
                                                                                         σ3 = σ x   max
                                                                                                          =         max
                                                                                                                          ≤R,                    (1.11)
                                                                                                                 Wz
                                                                           где R – расчетное сопротивление пластичного материала;
                                                                                                               Iz
                                                                                                    Wz =            .                            (1.12)
                                                                                                              y max
                                                                                                                                          Iz
                                                                           В этом случае для балки (см. рис. 1.4)                  Wz =      .
                                                                                                                                          y2
                                                                               В опасном сечении 2–2 опасной является точка 3 попереч-
                                                                           ного сечения, лежащая на нейтральной оси, т.к. в этой точке
                              Рис. 1.6                                     возникают наибольшие по модулю касательные напряжения
                                                                           (рис. 1.5,в). В окрестности точки 3 материал находится в со-
    Прочность материала в этих точках будет обеспечена, если
                                                                           стоянии чистого сдвига (рис. 1.6,в), т.к. σ x в точках попереч-
выполняются условия прочности (1.7) и (1.8) для хрупкого ма-
териала:                                                                   ного сечения на нейтральной оси равны нулю, а σ y равны ну-
                             Mz                                            лю в силу принятого допущения о ненадавливании продольных
          σ 1 = σ x ,max =        max
                                         ≤ Rt ;                    (1.7)   волокон в поперечном направлении.
                             W z1
                                                                               Прочность материала в точке 3 будет обеспечена, если вы-
                                                                           полнено условие
                                         11                                                                   12