Совместные действия изгиба и кручения призматического стержня
Расчет вала кругового поперечного сечения на совместное действие изгиба и кручения. Расчетная схема изогнутого и скрученного вала. Формирование результирующего изгибающего момента. Модель расчета напряжений при сочетании кручения, растяжения и изгиба.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.07.2013 |
| Размер файла | 113,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекция № 29. Совместные действия изгиба и кручения призматического стержня
Исследуем этот вид деформации стержня на примере расчета вала кругового (кольцевого) поперечного сечения на совместное действие изгиба и кручения (рис. 1).
Рис.1. Расчетная схема изогнутого и скрученного вала
Примем следующий порядок расчета.
1. Разлагаем все внешние силы на составляющие
P1x, P2x,..., Pnx и P1y, P2y,..., Pny.
2. Строим эпюры изгибающих моментов My и My. от этих групп сил.
У кругового и кольцевого поперечного сечений все центральные оси главные, поэтому косого изгиба у вала вообще не может быть, следовательно, нет смысла в каждом сечении иметь два изгибающих момента Mx, и My а целесообразно их заменить результирующим (суммарным) изгибающим моментом (рис. 2)
,
который вызывает прямой изгиб в плоскости его действия относительно нейтральной оси п--п, перпендикулярной вектору Мизг. Эпюра суммарного момента имеет пространственное очертание и поэтому неудобна для построения и анализа. Поскольку все направления у круга с точки зрения прочности равноценны, то обычно эпюру Мизг спрямляют, помещая все ординаты в одну (например, вертикальную) плоскость. Обратим внимание на то, что центральный участок этой эпюры является нелинейным.
Рис.2. Формирование результирующего изгибающего момента
3. Строится эпюра крутящего момента Мz.
Наибольшие напряжения изгиба возникают в точках k и k/, наиболее удаленных от нейтральной оси (рис. 3)
.
где Wизг -- момент сопротивления при изгибе.
В этих же точках имеют место и наибольшие касательные напряжения кручения
,
где Wр-- момент сопротивления при кручении.
а) эпюры напряжений б) распределение напряжений
Рис. 3. Напряженное состояние вала
Как следует из рис. 3, напряженное состояние является упрощенным плоским (сочетание одноосного растяжения и чистого сдвига). Если вал выполнен из пластичного материала, оценка его прочности должна быть произведена по одному из критериев текучести. Например, по критерию Треска--Сен-Венана имеем
.
Учитывая, что Wр=2 Wизг, для эквивалентных напряжений получаем
сечение изгиб кручение вал
где --эквивалентный момент, с введением которого задача расчета вала на совместное действие изгиба и кручения, сводится к расчету на эквивалентный изгиб.
Аналогично для Мэкв по.критерию Губера--Мизеса получаем
Тогда условие прочности для вала из пластичного материала будет иметь вид
Для стержня из хрупкого материала условие прочности следует записать в виде
где Мэкв должен быть записан применительно к одному из критериев хрупкого разрушения. Например, по критерию Мора
где .
Обратим внимание на особенности расчета при сочетании изгиба, растяжения и кручения стержня прямоугольного поперечного сечения (рис. 4.) Для выявления опасной точки здесь должны быть сравнены напряжения косого изгиба с растяжением в точке А, с эквивалентными напряжениями в точках В и С.
Рис.4. Модель расчета напряжений при сочетании кручения, растяжения и изгиба
Полученные соотношения приобретают крайнюю необходимость и востребованность при выполнении Вами курсового проекта по основам конструирования при расчете на прочность и жесткость валов передач.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Совместное действие изгиба с кручением. Определение внутренних усилий при кручении с изгибом. Расчет валов кругового (кольцевого) поперечного сечения на кручение с изгибом. Определение размера брусьев прямоугольного сечения на кручение с изгибом.
курсовая работа [592,6 K], добавлен 11.09.2014Оценка размеров поперечного сечения. Нахождение момента инерции относительно центральных осей. Расчет прочно-плотного заклепочного шва. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Проектный расчет вала при совместном действии кручения и изгиба.
курсовая работа [535,6 K], добавлен 19.11.2012Анализ напряженно-деформированного состояния стержня с учётом собственного веса при деформации растяжения, кручения и плоского поперечного изгиба. Определение касательных напряжений. Полный угол закручивания сечений. Прямоугольное поперечное сечение.
контрольная работа [285,0 K], добавлен 28.05.2014Определение размеров деталей или внешних нагрузок, при которых исключается возможность появления недопустимых с точки зрения нормальной работы конструкции деформаций. Напряжения в точках поперечного сечения при изгибе с кручением. Расчет на прочность.
курсовая работа [1017,9 K], добавлен 29.11.2013Методика, содержание и порядок выполнения расчетно-графических работ. Расчеты на прочность при растяжении, кручении, изгибе. Расчет бруса на осевое растяжение. Определение размеров сечений балок. Расчет вала на совместное действие изгиба и кручения.
методичка [8,4 M], добавлен 24.11.2011Определение вращающих моментов и окружных усилий на каждом зубчатом колесе. Расчет диаметров вала по участкам. Проверочный расчет вала на выносливость и на жёсткость. Определение углов поворота сечений вала в опорах. Эпюры крутящих и изгибающих моментов.
курсовая работа [530,1 K], добавлен 08.01.2016Проектировочный расчет винта домкрата, расчет напряжения кручения в опасном сечении. Величина критической силы винта. Определение внешнего диаметра гайки домкрата, расчетная схема. Расчет длины и диаметра рукоятки, фактическое напряжение изгиба.
контрольная работа [723,3 K], добавлен 16.02.2012Свойства материалов при расчетах на прочность, жесткость и устойчивость определяются механическими характеристиками. Испытания над материалами проводят на деформацию растяжения, сжатия, кручения, изгиба при действии статической или переменной нагрузок.
реферат [2,4 M], добавлен 13.01.2009Кинематический расчёт и выбор электродвигателя. Расчёт ременной передачи. Расчёт и конструирование редуктора. Выбор подшипников качения. Определение марки масла для зубчатых передач и подшипников. Расчёт валов на совместное действие изгиба и кручения.
курсовая работа [6,1 M], добавлен 10.04.2009Кинематический расчет привода, который состоит из электродвигателя, ременной передачи, редуктора и муфты. Выбор материала, термической обработки, определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Подбор подшипников качения выходного вала.
курсовая работа [374,1 K], добавлен 22.01.2014
