"Косой изгиб" балки
Проведение и обозначение в поперечном сечении балки главных центральных осей инерции. Построение эпюры изгибающих моментов относительно оси. Определение положения опасного сечения. Нормальные напряжения в выступающих угловых точках опасного сечения балки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.01.2016 |
| Размер файла | 323,3 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/
"Косой изгиб" балки
Балка прямоугольного поперечного сечения нагружена сосредоточенной силой F, равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью p и моментом в виде пары сил m, как показано на рисунке 1. В опорах балки возникают реакции, действующие в главных центральных плоскостях инерции. Допускаемое напряжение для стали [у] = 160 МПа
Требуется
1. Провести и обозначить в поперечном сечении балки главные центральные оси инерции z и у, ось х совместить с осью балки.
2. Составить расчетную схему балки, нагруженной внешними нагрузками в главной центральной плоскости уох.
3. Построить эпюру изгибающих моментов относительно оси z (Mz).
4. Составить расчетную схему балки, нагруженной внешними силами в главной центральной плоскости zох.
5. Построить эпюру изгибающих моментов относительно оси y (My).
6. Определить положение опасного сечения балки.
7. В опасном сечении балки провести нейтральную ось и установить положения опасных точек.
8. Определить нормальные напряжения в выступающих угловых точках опасного сечения балки.
9. Построить для опасного сечения балки эпюру нормальных напряжений в аксонометрии.
|
№ п/п |
Схема |
Размеры, м |
Нагрузка |
Поперечное сечение |
, |
||||||
|
28 |
1 |
a |
b |
c |
m, кН·м |
F, кН |
p, кН/м |
Прямоугольник |
градус |
||
|
b, м |
h, м |
||||||||||
|
1,7 |
1,2 |
1,1 |
15 |
16 |
12 |
0,16 |
0,24 |
40 |
Решение
Вертикальная плоскость
Проведем для поперечных сечений балки главные центральные оси инерции y, z, а ось х совместим с осью балки (рисунок 1, а). Спроектируем силы, действующие на балку, в главную центральную плоскость инерции yox. балка инерция эпюра
Составляем расчетную схему балки, нагруженной внешними силами в плоскости yox и, соответственно, изгибающими ее относительно оси z (рисунок 1, б).
Рисунок 1. - Расчетные схемы и эпюры изгибающих моментов в сечениях балки
Решаем уравнения равновесия и определяем величины реакций опор
Проверяем правильность найденных результатов
Условие равновесия выполняется, следовательно, реакции опор найдены верно.
Находим поперечные силы и изгибающие моменты методом сечений. Балка имеет четыре участка нагружения.
Участок I:
Участок II:
Участок III:
По полученным результатам строим эпюру изгибающего момента Mz.
Горизонтальная плоскость
Спроектируем силы, действующие на балку, в главную центральную плоскость инерции zox.
Составляем расчетную схему балки, нагруженной изгибающими ее относительно оси z (рисунок 1, в). Составим уравнения равновесия
Решаем уравнения равновесия и определяем величины реакций опор
Проверяем правильность найденных результатов
Условие равновесия выполняется, следовательно, реакции опор найдены верно.
Находим поперечные силы и изгибающие моменты методом сечений. Балка имеет два участка нагружения.
Участок I:
Участок II:
На втором участке изгибающий момент Мz имеет экстремальное значение. Приравнивая к нулю выражение поперечной силы , найдем расстояние до сечения с экстремальным значением изгибающего момента и величину изгибающего момента в этом сечении
Участок III:
Участок IV:
По полученным результатам строим эпюру изгибающего момента Mz.
Находим положение опасного сечения балки. Как показывают эпюры изгибающих моментов Мz и Мy, опасное сечение может располагаться
на расстоянии 2,9м от точки В ()
под опорой С ().
Определим величину максимального напряжения в этих сечениях по формуле:
где Wz и Wy ? момент сопротивления поперечного сечения относительно, соответственно, осей z и y.
Моменты сопротивления сечения балки
Величина максимального напряжения в опасных сечениях
Значит, опасным сечением является сечение II, так как
Условие прочности в опасной точке сечения II для деревянной балки с пределом прочности
не выполняется, поэтому подбираем новый размер сечения, сохраняя соотношение
Моменты сопротивления нового сечения балки
Определяем новую ширину поперечного сечения балки из условия
Тогда
Принимаем по ряду нормальных линейных размеров
Величины моментов сопротивления нового сечения балки
Условие прочности в опасной точке сечения II для нового сечения балки
выполняется.
Моменты инерции сечения балки
Определяем в опасном сечении балки положение нейтральной оси:
Откладываем от оси z против хода часовой стрелки угол в и проводим нейтральную ось (рисунок 2). Опасными точками будут точки опасного поперечного сечения, наиболее удаленные от нейтральной оси, т.е. точки 1 и 3.
Рисунок 2 - Опасное сечение балки
Для построения эпюры нормальных напряжений определим напряжения в выступающих угловых точках (1, 2, 3, 4) опасного поперечного сечения (рисунок 3) по формуле:
При выполнении расчетов величины изгибающих моментов Мz и Мy принимаем по модулю, а знаки перед каждым слагаемым ставим с учетом характера деформации в точке (растяжение ? "+", сжатие ? "?").
По найденным значениям строим в аксонометрии эпюры нормальных напряжений, действующих по граням опасного сечения балки (рисунок 3). Из эпюр видно, что в точках, в которых нейтральная ось пересекает контур сечения, нормальные напряжения равны нулю.
Рисунок 3. - Эпюры нормальных напряжений, действующих по граням опасного сечения балки
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение расчетных значений изгибающих и поперечных моментов балки, высоты из условия прочности и экономичности. Расчет поперечного сечения (инерции, геометрических характеристик). Обеспечение общей устойчивости балки. Расчет сварных соединений и опор.
курсовая работа [1023,2 K], добавлен 17.03.2016Определение суммарных величин изгибающих моментов от сосредоточенных сил и равномерно распределенной нагрузки. Построение линий влияния поперечной силы в сечениях. Проверка сечения балки по условиям прочности. Обеспечение местной устойчивости балки.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.10.2014Определение расчётных нагрузок, действующих на балку, расчётных усилий, построение эпюр. Подбор сечения балки. Проверка прочности, жёсткости и выносливости балки. Расчёт сварных соединений. Момент инерции сечения условной опорной стойки относительно оси.
курсовая работа [121,4 K], добавлен 11.04.2012Расчеты значения продольной силы и нормального напряжения для ступенчатого стального бруса. Центральные моменты инерции сечения. Построение эпюры поперечных сил и изгибающих моментов от расчетной нагрузки. Определение несущей способности деревянной балки.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 01.02.2011Выполнение проектировочного расчета на прочность и выбор рациональных форм поперечного сечения. Выбор размеров сечения балки при заданной схеме нагружения и материале. Определение моментов в характерных точках. Сравнительный расчет и выбор сечения балки.
презентация [100,2 K], добавлен 11.05.2010Расчет закрепленного вверху стального стержня, построение эпюры продольных усилий, перемещений поперечных сечений бруса. Выбор стальной балки двутаврового поперечного сечения. Построение эпюры крутящих, изгибающих моментов в двух плоскостях для вала.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 06.08.2013Экспериментальное определение максимальных прогибов и напряжений при косом изгибе балки и их сравнение с аналогичными расчетными значениями. Схема экспериментальной установки для исследования косого изгиба балки. Оценка прочности и жесткости балки.
лабораторная работа [176,9 K], добавлен 06.10.2010Определение нагрузки и расчетных усилий, воспринимаемых балками настила до и после реконструкции здания. Подбор сечения балки настила. Усиление балки увеличением сечения. Расчет поясных швов и опорного узла. Проверка прочности и жесткости усиленной балки.
контрольная работа [49,2 K], добавлен 20.01.2015Компоновка и подбор сечения балки. Проверка жесткости и устойчивости балки. Проверка местной устойчивости элементов балки. Конструирование укрупнительного стыка балки и сопряжения балки настила с главной балкой. Компоновка сечения сквозной колонны.
курсовая работа [322,2 K], добавлен 23.06.2019Нахождение наибольшего напряжения в сечении круглого бруса и определение величины перемещения сечения. Построение эпюр крутящих моментов по длине вала. Подбор стальной балки по условиям прочности. Определение коэффициента полезного действия передачи.
контрольная работа [520,8 K], добавлен 04.01.2014Сбор нагрузок на элементы рабочей площадки. Подбор и проверка сечения балки настила, главной балки. Конструирование узлов соединения элементов главной балки. Определение сечения колонны, требуемой площади опорной плиты. Расчёт сварных швов крепления.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 17.11.2010Оценка 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 19.11.2012Порядок составления расчетной схемы балки, уравнения моментов. Построение эпюры крутящих моментов. Нахождение силы из условия прочности швов при срезе, определение диаметра пальца. Вычисление общего КПД привода, его структура и ступени, недостатки.
контрольная работа [978,5 K], добавлен 25.02.2011Определение расчетной нагрузки и реакции опор. Построение эпюры поперечных сил методом характерных точек. Определение необходимого осевого момента сопротивления из условия прочности, оценка рациональной формы поперечного сечения в опасном сечении балки.
контрольная работа [290,8 K], добавлен 09.08.2010Площадь поперечного сечения стержня. Изменение статических моментов площади сечения при параллельном переносе осей координат. Определение положения центра тяжести сечения, полукруга. Моменты инерции сечения. Свойства прямоугольного поперечного сечения.
презентация [1,7 M], добавлен 10.12.2013Конструирование опорных частей балки с экспериментальным мониторингом сохраняемости геометрии при естественном старении. Расчет внутренних силовых факторов. Определение высоты балки из условия жесткости. Подбор геометрических размеров сечения балки.
курсовая работа [299,2 K], добавлен 17.06.2013Эпюры изгибающих моментов ступенчатого вала в вертикальной и горизонтальной плоскости. Влияние изменения длины стойки на величину допускаемой нагрузки. Удельная потенциальная энергия деформаций стального кубика. Сопротивление поперечного сечения балки.
контрольная работа [875,5 K], добавлен 29.11.2013Выбор конструктивного оформления и размеров сварных соединений. Ориентировочные режимы сварки. Расчет геометрических характеристик сечений, усадочной силы, продольного укорочения и прогибов балки, возникающих при сварке швов балки двутаврового сечения.
практическая работа [224,3 K], добавлен 27.01.2011Определение нагрузки и расчетных усилий, воспринимаемых балками настила до и после реконструкции здания. Подбор сечения балки настила и характеристики выбранного двутавра. Методика усиления балки увеличением сечения. Расчет поясных швов и опорного узла.
контрольная работа [369,8 K], добавлен 20.09.2011Анализ конструктивных особенностей стального стержня переменного поперечного сечения, способы постройки эпюры распределения нормальных и касательных напряжений в сечении балки. Определение напряжений при кручении стержней с круглым поперечным сечением.
контрольная работа [719,5 K], добавлен 16.04.2013
