Определить допускаемую нагрузку Fadm растягиваемого стального листа, ослабленного
отверстиями d = 2 см (рис. 1.1.12). Расчетное сопротивление стали принять Ry =
240 МПа, а 
= 1. Толщина листа t =1 см, ширина b = 15 см.
Ответ: Fadm = 216 кН.
Задача 1.1.14. Определить допускаемую нагрузку Fadm растягиваемого
стального листа, ослабленного отверстиями d = 2 см (рис. 1.1.13). Расчетное сопротивление
стали принять Ry = 240 МПа, а = 1. Толщина листа t = 1 см, ширина b = 13 см.
Ответ: Fadm = 216 кН.
Задача 1.1.15. Определить допускаемую толщину t
растягиваемого стального листа, изображенного на рис. 1.1.12, если диаметры отверстий
d = 2 см, а ширина листа b = 20 см. Расчетное сопротивление стали принять: Ry
= 240 МПа, а = 1. Внешняя растягивающая
сила F = 20 т. Соединение деталей машин Детали объединяются в машину посредством
соединений.
Ответ: 
см.
Задача 1.1.16. В стенке стального двутавра № 20 вырезано отверстие диаметром d = 10 см (рис. 1.1.14).
Определить допускаемую на-грузку Fadm, которая может быть приложена вдоль продольной оси ослабленного двутавра. Расчетное сопротивление стали принять Ry = 2450 кг/см2, а γc = 1,1 (см. табл. 1.1).
Ответ: Fadm = 571 кН.
. Задача 1.1.17. В стенке стального двутавра № 20 вырезано отверстие
диаметром d = 10 см. Определить допускаемую равномерно распределенную нагрузку
(кг/м), которую можно приложить
вдоль стенки двутавра (рис. 1.1.
15). Расчетное сопротивление стали Ry
= 2450 кг/см2, а = 1.
Ответ: = 84933 кг/м = 833,19 Н/м.
Для получения формулы вычисления касательных напряжений при расчёте конкретного вала воспользуемся следующими соображениями. Возьмём произвольную элементарную площадку сечения вала, расположенную на расстоянии ρ от центра сечения. На этой площадке действует элементарная сила τρdА. Момент этой силы относительно оси вала равен
dМкр = τρdАr.
Суммируя эти моменты по всем элементарным площадкам сечения, получим величину полного крутящего момента в сечении вала:
(3.3)
Из-за отношения 
формулу (2) практически применить нельзя. Для получения
практической формулы в формулу (3) подставим выражение (2), и тогда получим
Мкр = 
, Мкр = G
. 
= Iρ – полярный момент инерции сечения вала.
Итак, Мкр = GIρ, 
. (3.4)
Подставив отношение в выражение (2), получим
τρ = 
, τmax = 
, 
, τmax = 
. (3.5)
Величина Wρ является полярным моментом сопротивления круглого сечения. Полярный момент инерции и полярный момент сопротивления круглого сечения равны:
, W
.
Для кольцевого сечения с внешним диаметром D и внутренним d:
, 
,
где 
Определение деформации кручения, то есть, угла закручивания вала
Воспользуемся вторым выражением из (4) и найдём dφ:
.
После интегрирования получаем угол поворота конечного сечения участка по отношению к начальному сечению того же участка вала
,
Если Мкр= сonst и GIρ= сonst, то 
. (3.6)
Величина GIρ называется жесткостью вала при кручении.
Полученные формулы (5) и (6) для определения касательных напряжений и угла поворота при закручивании вала правомочны только для валов с круглым или кольцевым сечениями. Эти формулы используются для решения задач прочности и жёсткости валов.
Условия прочности и жёсткости вала имеют вид соответственно:
τmax ≤ Rср, Θ ≤ [Θ]. (3.7)
где Rср — расчетное сопротивление на срез, [Θ] — допускаемый угол закручивания в рад/м, которые задаются в СНиП;
Θ = φ/l = Мкр/GIρ — относительный угол закручивания, то есть взаимный поворот двух сечений вала, находящихся друг от друга на расстоянии одного метра.
Используя условия прочности и жёсткости вала, решается задача побора размеров сечения вала по прочности или по жёсткости.
