Сопротивление материалов: основы теории и примеры выполнения индивидуальных расчетных заданий. Валиев Ф.С. - 60 стр.

UptoLike

Составители: 

118
r
S
ρ R, где τ = τ
S
. Суммарный крутящий момент представим
как сумму:
М
t
= M
t
1
+ M
t
2
, (6.27)
где момент упругого ядра М
t
1
= τ
S
3
S
r
2
π
(6.28)
найден по формуле (6.26) (R заменено на r
S
), а момент пластиче-
ской кольцевой зоны равен
М
t2
=
SS
RR
33
SS SS
rr
2
dA 2 d (R r ).
3
τ ⋅ρ= τ πρ⋅ ρ⋅ρ= πτ
∫∫
(6.29)
При вычислении момента пластической кольцевой зоны
элементарная площадь dA равна площади кольца толщиной d
ρ
,
т.е. dA = 2 d .πρ ρ
Из формулы (6.29) видно, что при r
S
0 пластическая зона
стремится охватить все сечение (рис. 6.10в) и внутренний мо-
мент стремится к своему предельному значению:
М
пред
=
3
S
2
R.
3
πτ (6.30)
Поперечное сечение стержня, в котором во всех точках
возникают пластические деформации, называется пластиче-
ским шарниром.
Cтержень превращается как бы в пластический
механизм, в котором углы закручивания неограниченно растут
при постоянном моменте М
пред
.
Соотношение
3
пред
3
SS
Т
М
2R4
R/ 1,33
М 323
⎛⎞
π
τ τ ==
⎜⎟
⎝⎠
показы-
вает, что от момента первого появления пластических деформа-
ций в наиболее напряженных точках бруса до полного исчерпа-
ния несущей способности крутящий момент должен возрасти в
1,33 раза, то есть это соотношение выражает резерв несущей
способности за счет учета упругопластических свойств материала.
119
6.6. Контрольные вопросы по теме
1.
При каком нагружении прямой брус испытывает только де-
формацию кручения?
2.
Как определяется величина крутящего момента в любом се-
чении бруса? Каков порядок построения эпюр крутящих
моментов?
3.
Какие напряжения возникают в поперечном сечении бруса
при деформации кручения и как они определяются?
4.
Как распределены напряжения в сечении при кручении бру-
са круглого сечения?
5.
Запишите условие прочности при кручении.
6.
Каков порядок подбора размеров поперечного сечения бру-
са при кручении по условию прочности?
7.
Что называется полярным моментом сопротивления попе-
речного сечения?
8.
Как определяется полярный момент сопротивления для
круглого сплошного и кольцевого сечений?
9.
Какие задачи кручения брусьев решаются с использованием
условия прочности?
10.
Что называется жесткостью сечения при кручении?
11.
Как определяется взаимный угол закручивания сечений на
участке бруса длиной
l?
12.
Как определяется относительный угол закручивания?
13.
Как определяется полный угол закручивания сечения по от-
ношению к неподвижному или начальному сечению?
14.
Как записываются условия жесткости при кручении через
полный и относительный углы закручивания?
15.
Поясните порядок подбора сечений при кручении из усло-
вий жесткости.
16.
Каков порядок решения статически неопределимых задач
при кручении?
17.
Как распределяются касательные напряжения при кручении
бруса прямоугольного сечения?
18.
Запишите условие прочности при кручении бруса прямо-
угольного поперечного сечения.
rS ≤ ρ ≤ R, где τ = τS. Суммарный крутящий момент представим                                  6.6. Контрольные вопросы по теме
как сумму:
                              Мt = Mt1 + Mt2,          (6.27)                   1.    При каком нагружении прямой брус испытывает только де-
                                                                                      формацию кручения?
                                           πrS3
где момент упругого ядра           Мt 1 = τ S                          (6.28)   2.    Как определяется величина крутящего момента в любом се-
                                            2                                         чении бруса? Каков порядок построения эпюр крутящих
найден по формуле (6.26) (R заменено на rS), а момент пластиче-                       моментов?
ской кольцевой зоны равен                                                       3.    Какие напряжения возникают в поперечном сечении бруса
               R               R
                                                  2                                   при деформации кручения и как они определяются?
         Мt2 = ∫ τS ⋅ dA ⋅ ρ = ∫ τS 2πρ ⋅ dρ ⋅ ρ = πτS ⋅ (R 3 − rS3 ). (6.29)
               rS              rS
                                                  3                             4.    Как распределены напряжения в сечении при кручении бру-
                                                                                      са круглого сечения?
      При вычислении момента пластической кольцевой зоны
                                                                                5.    Запишите условие прочности при кручении.
элементарная площадь dA равна площади кольца толщиной d ρ ,
                                                                                6.    Каков порядок подбора размеров поперечного сечения бру-
т.е. dA = 2 πρ ⋅ dρ.                                                                  са при кручении по условию прочности?
      Из формулы (6.29) видно, что при rS → 0 пластическая зона                 7.    Что называется полярным моментом сопротивления попе-
стремится охватить все сечение (рис. 6.10в) и внутренний мо-                          речного сечения?
мент стремится к своему предельному значению:                                   8.    Как определяется полярный момент сопротивления для
                              2                                                       круглого сплошного и кольцевого сечений?
                      Мпред = πτS R 3 .                    (6.30)
                              3                                                 9.    Какие задачи кручения брусьев решаются с использованием
      Поперечное сечение стержня, в котором во всех точках                            условия прочности?
возникают пластические деформации, называется пластиче-                         10.   Что называется жесткостью сечения при кручении?
ским шарниром. Cтержень превращается как бы в пластический                      11.   Как определяется взаимный угол закручивания сечений на
механизм, в котором углы закручивания неограниченно растут                            участке бруса длиной l?
при постоянном моменте Мпред.                                                   12.   Как определяется относительный угол закручивания?
                     М пред 2          ⎛ πR 3 ⎞ 4                               13.   Как определяется полный угол закручивания сечения по от-
      Соотношение          = πτS R 3 / ⎜ τS   ⎟ = = 1,33 показы-                      ношению к неподвижному или начальному сечению?
                     МТ     3          ⎝    2 ⎠ 3
                                                                                14.   Как записываются условия жесткости при кручении через
вает, что от момента первого появления пластических деформа-                          полный и относительный углы закручивания?
ций в наиболее напряженных точках бруса до полного исчерпа-                     15.   Поясните порядок подбора сечений при кручении из усло-
ния несущей способности крутящий момент должен возрасти в                             вий жесткости.
1,33 раза, то есть это соотношение выражает резерв несущей                      16.   Каков порядок решения статически неопределимых задач
способности за счет учета упругопластических свойств материала.                       при кручении?
                                                                                17.   Как распределяются касательные напряжения при кручении
                                                                                      бруса прямоугольного сечения?
                                                                                18.   Запишите условие прочности при кручении бруса прямо-
                                                                                      угольного поперечного сечения.

                                    118                                                                       119