ЕГЭ и ОГЭ
Хочу знать
Главная > Физика > Сопротивление материалов
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Научная библиотека

Научная библиотека

избранных естественно-научных изданий

Научная библиотека служит для получения быстрого и удобного доступа к информации естественно-научных изданий, получивших широкое распространение в России и за рубежом. На сайте впервые широкой публике представлены некоторые авторские издания написанные ведущими учеными страны.

Во избежании нарушения авторского права, материал библиотеки доступен по паролю ограниченному кругу студентов и преподавателей вузов. Исключение составляют авторские издания, на которые имеются разрешения публикации в открытой печати.

Математика

Физика

Методы обработки сигналов

Схемотехника

Астрономия

Разное

Научная библиотека

Научная библиотека

избранных естественно-научных изданий

Научная библиотека служит для получения быстрого и удобного доступа к информации естественно-научных изданий, получивших широкое распространение в России и за рубежом. На сайте впервые широкой публике представлены некоторые авторские издания написанные ведущими учеными страны.

Во избежании нарушения авторского права, материал библиотеки доступен по паролю ограниченному кругу студентов и преподавателей вузов. Исключение составляют авторские издания, на которые имеются разрешения публикации в открытой печати.

Математика

Физика

Методы обработки сигналов

Схемотехника

Астрономия

Разное

Макеты страниц

Примеры расчета

Пример 1.13. (к § 2.13, 3.13 и 4.13). Определить критическую и допускаемую силы для стержня из стали показанного на рис. 12.13, а. Стержень представляет собой равнобокий уголок размером мм. Модуль упругости допускаемое напряжение Моменты инерции: радиусы инерции см;

Решение. Один конец стержня заделан, а другой свободен. Для такого стержня коэффициент приведения длины (см. § 2.13). Главные центральные оси инерции поперечного сечения стержня показаны на рис. 12.13,б. Ось у является осью Поэтому при потере устойчивости стержень будет изгибаться в плоскости т. е. его сечения поворачиваться относительно оси у.

Наибольшая гибкость стержня [см. формулу (12.13)]

Так как гибкость больше 100 (предельной гибкости для стали ), то стержень будет терять устойчивость при напряжениях, меньших предела пропорциональности (см. § 3.13). Поэтому определение критической силы следует производить по формуле Эйлера (11.13):

Допускаемую силу определяем исходя из формулы (21.13):

Здесь коэффициент определен для гибкости по табл. Г. 13 (для стали ) путем интерполяции между значениями 0,32 и 0,29, соответствующими гибкостям 150 и 160.

Следует отметить, что при расчеге сжатых стержней на устойчивость по коэффициентам продольного изгиба коэффициент запаса устойчивости в явном виде в расчете не фигурирует и вычисление критической силы при расчете стержня на устойчивость не нужно.

В рассматриваемом примере, поскольку критическая сила вычислена, можно подсчитать коэффициент запаса устойчивости:

Таким образом, оказывается, что для стали при гибкости таблица коэффициентов предусматривает коэффициент запаса устойчивости

Пример 2.13 (к § 2.13). Как изменится величина критической силы (по Эйлеру): а) если все размеры поперечного сечения стержня увеличатся в раз; б) длина стержня увеличится в раз?

Решение.

а) По формуле Эйлера (11.13) величина критической силы прямо пропорциональна моменту инерции поперечного сечения стержня. Момент же инерции выражается в сантиметрах в четвертой степени линейных размеров поперечного сечения.

Таким образом, увеличение линейных размеров сечения в раз вызывает увеличение момента инерции и критической силы в раз. Например, при увеличении размеров сечения в два раза критическая сила увеличивается в 16 раз.

б) По формуле Эйлера (11.13) величина критической силы обратно пропорциональна квадрату длины стержня. Следовательно, при увеличении длины стержня в раз критическая сила уменьшается в раз.

Пример 3.13 (к § 4.13). Стойка из стали таврового сечения длиной защемлена нижним концом. Верхний ее конец расположен между стенками А и В, допускающими свободное перемещение в плоскости в плоскости верхний конец стойки не может смещаться по горизонтали и поворачиваться (рис. 13.13). Определить допускаемое значение сжимающей силы Р при кгс/см. Размеры поперечного сечения стойки показаны на рис. 13.13.

Рис. 13.13

Решение. Определяем расстояние центра тяжести поперечного сечения от наружной поверхности полки тавра (рис. 14.13):

Рис. 14.13.

Следовательно, центральная ось у проходит в пределах полки тавра (т. е. левее, чем показано на рис. 13.13 и 14.13).

Определяем главные центральные моменты инерции поперечного сечения (относительно осей у и ):

Радиусы инерции поперечного сечения:

Коэффициент приведения длины при потере устойчивости в плоскости (при свободном верхнем конце стойки в этой плоскости) . В плоскости концы стойки поворачиваться не могут, а потому при потере устойчивости в этой плоскости коэффициент приведения длины (см. § 2.13).

Определяем по формуле (12.13) гибкости стойки:

а) при потере устойчивости в плоскости

б) при потере устойчивости в плоскости

Гибкость в плоскости больше, чем в плоскости Следовательно, для стойки опасна потеря устойчивости в плоскости

По табл. 1.13 при для стали находим Пользуясь формулой (21.13), определяем допускаемое значение силы Р:

Пример 4.13 (к § 4.13). Стойка длиной состоящая из двух швеллеров, соединенных приваренными к ним планками (рис. 15.13), сжата силой Р. Концы стоики шарнирно закреплены. Необходимо запроектировать стойку так, чтобы коэффициент запаса ее устойчивости был одинаков независимо от того, в какой из главных плоскостей стойки (в плоскости или в плоскости ) будет происходить потеря устойчивости. Определить при этом допускаемую силу Р и расстояние с в свету между швеллерами. Принять При расчете принять, что планки, соединяющие швеллеры, установлены настолько часто, что можно рассматривать составное сечение как монолитное. Дано: см; см; см (рис. 16.13).

Решение. Гибкость стойки при потере устойчивости в плоскости равна [см. формулу (12.13)]

Здесь так как стойка шарнирно закреплена по концам (см. § 2.13).

Рис. 15.13

Рис. 16.13

Радиус инерции всего стержня (обоих швеллеров) относительно оси z равен радиусу инерции одного швеллера.

При гибкости коэффициент для стали равен 0,584 (см. табл. 1.13). Допускаемое значение силы Р определяем, используя фюрмулу (21.13):

Момент инерции всего сечения стойки относительно оси у (рис. 16.13)

Для того чтобы коэффициент запаса устойчивости при потере ее в плоскости был такой же, как и в плоскости необходимо, чтобы гибкости стойки в плоскостях были одинаковы и, следовательно, чтобы были одинаковы моменты инерции всего сечения стойки относительно осей у и z, т. е.

где момент инерции одного швеллера относительно оси

Из этого равенства находим

откуда .

Пример 5.13 (к § 5.13). Найти наибольшие нормальные напряжения в стальной балке из швеллера, показанной на рис. 17.13, а. Дано:

Решение. По формуле (11.13) определяем значение эйлеровой силы:

Отношение , т. е. составляет существенную часть от единицы. Следовательно, пренебречь влиянием силы S на прогибы и усилия в балке нельзя, т. е. балку надо рассчитывать по формулам продольно-поперечного изгиба.

Рис. 17.13

По формуле (26.13) определяем прогиб балки под силой Р:

где

По формуле (23.13) находим Мтах:

Определяем нормальные напряжения в точках а и 6 (рис. 17.13, б) поперечного сечения балки под грузом Р по формуле внецентренного сжатия:

(сжатие);

(растяжение).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление