Курс инженерной графики и начертательной геометрии технического университета |
|||
| Задачи сопромата | |||
| Примеры | |||
| Практикум | |||
| На главную | |||
У к а з а н и я
1. Привязка линии размещения болтов (заклепок) в один ряд находится из условия: m = b/2 + 5 мм.
В нашем примере (рис. 3.1.6)
m = 75/2 + 5 = 42,5 мм.
2. Минимальное расстояние между центрами соседних болтов принимают равным l = = 3d. В рассматриваемой задаче имеем l = 3ּ20 = 60 мм.
3. Расстояние от крайних болтов до границы соединения l/ принимается равным 0,7l. В нашем примере l/ = 0,7l = 0,7ּ60 = 42 мм.
4. При выполнении условия b
12 см болты (заклепки) размещают в две линии в шахматном порядке (рис. 3.1.7).
Задача 3.1.3. Рассчитать количество заклепок для условий задачи 3.1.1 в предположении, что накладка в соединении имеется лишь с одной стороны.
Ответ: 32 заклепки.
Задача 3.1.4. Два стержня, соединенные накладкой с одной стороны с помощью заклепок, растягиваются силой F = 50 кН (рис. 3.1.8). Число заклепок на каждом стержне равно n = 3, диаметр одной заклепки d = 15 мм. Сечение стержней — равнобокие уголки 70
70
8 мм, толщина накладки δ = 10мм.
Проверить прочность соединения, если расчетные сопротивления материала равны: на срез Rbs = 100 МПа, на смятие Rbр = 300 МПа, коэффициент условий работы соединения γb = 0,9.
Ответ: условия прочности на срез и на смятие выполняются.
Задача 3.1.5. Пять стальных листов толщиной 10 мм загружены силой F = 500 кН по схеме, показанной на рис. 3.1.9.
Определить потребное число заклепок диаметром d = 2 см, соединяющих листы, если расчетные сопротивления материала заклепок и листов равны: на срез Rbs = 110 МПа, на смятие Rbр = 310 МПа, коэффициент условий работы соединения γb =0,9.
Ответ: 6 заклепок.
Задача 3.1.6. Определить силу F, которую может воспринять заклепочное соединение, показанное на рис. 3.1.10. Диаметр заклепки d = 2см, толщина листов и накладки δ = 2,2см. Расчетные сопротивления материала листов и заклепок равны: на срез Rbs = = 200 МПа, на смятие Rbр = 500 МПа, коэффициент условий работы соединения γb = 0,8.
Ответ: F = 50 кН.
Задача 3.1.7. Определить диаметр стального болта, соединяющего три стальных листа (рис. 3.1.11). Растягивающая сила F = 40 кН, толщина среднего листа δ = 10 мм.
Расчетные сопротивления материала болта и листов равны:
на срез Rbs = 150 МПа;
на смятие Rbр = 400 МПа; коэффициент условий ра-боты соединения γb = 0,8.
Ответ: d = 1,5 см.
Окончательно, если наибольшая гибкость больше предельной для данного материала, то стержень будет терять устойчивость при напряжениях меньше предела пропорциональности
, а если условие (2.14) не удовлетворяется и
, то стержень будет терять устойчивость при упруго-пластических деформациях, для которых дифференциальное уравнение (2.1) будет несправедливо.
В этом случае для критической силы применяется эмпирическая формула Ясинского-Тетмайера
(2.17)
где а и в — коэффициенты, зависящие от материала и приводимые в справочниках.
При этом
(2.18)
Таким образом, критические напряжения в любой стадии деформации зависят от гибкости
: (2.19)
в упругой — по формуле (2.13) - гипербола Эйлера, в упруго-пластической — по формуле (2.18) — прямая Ясинского.
При некотором значении гибкости, которое можно обозначить через λ0 , величина критических напряжений становится равной предельному напряжению сжатия (либо пределу текучести, либо пределу прочности). Это значение гибкости будет границей применимости формулы Ясинского. Таким образом, критические напряжения вычисляют по формуле Ясинского тогда, когда гибкость стержня меньше λпред, но не ниже λ0.
Если рассчитываемый стержень оказался малой гибкости λ < λ0 , то опасность потери устойчивости меньше опасности разрушения, и такой стержень надо рассчитывать на прочность, а не на устойчивость.
Для стержней большой гибкости λ ≥λпред расчет ведется по формуле Эйлера, поэтому зависимость σкр от λ - гиперболическая (2.13). На графике это участок I , называемый гиперболой Эйлера.
Стержни средней гибкости λ0 ≥ λ> λпред рассчитываются по формуле Ясинского. Для них зависимость σкр от λ - линейная (2.18). Соответствующий участок II называется прямой Ясинского.
Для стержней малой гибкости нет надобности в расчете на устойчивость. Для них критическое напряжение считается постоянным и равным для пластичных материалов пределу текучести при сжатии, а для хрупких — пределу прочности при сжатии. На графике таким стержням соответствует участок III.
| К оглавлению раздела Лаборотоные по сопромату |