МегаПредмет

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса - ваш вокал


Игровые автоматы с быстрым выводом


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека


Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Расчет температурных напряжений в статически неопределимой стержневой системе





 

Задача 8

Рис. 3.6.1 Стержень (рис. 3.6.1) подвергается нагреванию на t = 40°. Определить наибольшее по абсолютной величине напряжение, если стенки, между которыми расположен стержень, абсолютно неподатливы.

Принять Ем = 1×105 МПа, Ес = 2×105 МПа, aм = 1,65× 10-5, aс = 1,25× 10-5.

Решение

При нагревании расширению стержня препятствуют недеформируемые стенки, поэтому на торцевых сечениях возникают реакции RB и Rc. При одном возможном уравнении статического равновесия SZ = 0 две неизвестные реакции. Стержень статически неопределим со степенью статической неопределимости m = 1.

1. Статическая сторона задачи

Уравнение статического равновесия (рис. 3.6.2)

Рис. 3.6.2 SZ = Rc - RB = 0.

 

2. Деформационная сторона задачи

Поскольку стержень защемлен, его общее удлинение DL = 0. Общая абсолютная деформация стержня является суммой абсолютных деформаций его ступеней:

DL = DlBD + DlDC,

абсолютная деформация каждой ступени состоит из температурной деформации и деформации от силы, возникающей от защемления стержня.

DlBD = DlBD(t) + DlBD(N), DlDС = DlDС(t) + DlDС(N),

тогда уравнение совместности перемещений принимает вид:

DlBD(t) + DlBD(N) +DlDС(t) + DlDС(N) = 0.

3. Физическая сторона задачи

Температурные деформации:

DlBD(t) = aм× lBD× Dt, DlDС(t) = aс× lDС× Dt.

Силовая часть деформации по закону Гука

; .

Подставляя в уравнение совместности перемещений, учитывая длины участков и величины Ес == 2Ем (из условия задачи),

,

после преобразований:

.

Продольные силы NBD и NDС определим методом сечений (рис. 3.6.3):

 

NBD = RB NDC = RC
Рис. 3.6.3

После подстановки в уравнение

.

4. Синтез

Система разрешающих уравнений:

подставим RC = RB в первое уравнение:

, откуда

.

Тогда напряжения, возникающие на участках стержня:

МПа,

МПа.

Таким образом, наибольшие сжимающие напряжения возникают в сечениях стального стержня sDC = 110,67 МПа.

 

Задача 9

Рис. 3.6.4 Стальные стержни 1, с площадью А, и медные 2, с площадью 1,5А, шарнирно соединены в точке С при температуре t1 = 20°. Определить напряжение в стержнях при понижении

температуры конструкции до t2 = -40°. Принять Ем = 1×105 МПа, Ес = 2×105 МПа, aм = 1,65×10-5, aс = 1,25×10-5.

Решение

При понижении температуры на Dt = 60° стержни получают температурные абсолютные деформации сжатия Dl(t) = at×l×Dt, где at – коэффициент температурного расширения, l – длина стержня, Dt – изменение температуры. Стержни изготовлены из разных материалов, разной длины, поэтому температурные деформации различны и появляются силовые деформации.

1. Статическая сторона задачи

Рис. 3.6.5 Рассечем стержни и свяжем систему координат с точкой С. Предположим, что медные стержни сжимаются, стальные растягиваются, поскольку коэф-

фициент линейного расширения меди больше, чем у стали, и все стержни соединены в узле С.

Запишем уравнения статического равновесия:

В одном уравнении две неизвестные силы.

Для получения еще одного уравнения рассмотрим деформационную сторону задачи.

2. Деформационная сторона задачи

Рис. 3.6.6 После охлаждения точка С перейдет в точку С1. Отрезки СС2 = Dl2, СС3 = Dl1. Из DСС1С2 отрезок , из DСС1С3 отрезок ,

тогда , перемещение Dl2 является суммой температурной и силовой части деформации



, ,

подставим в уравнение

.

Полученное уравнение является уравнением совместности перемещений.

2. Физическая сторона задачи

Температурные деформации

, .

По закону Гука , .

Подставим в уравнение совместности перемещений

После преобразований и учитывая соотношение Ес = 2Ем,

,

.

После преобразований

или

.

3. Синтез

Система разрешающих уравнений

Подставим исходные данные

откуда 9,535N2 = 81А, N2 = 8,495А (МПа×А),

тогда N1 = 10,45А (МПа×А).

Напряжения в стержнях:

в стальном стержне МПа,

в медном стержне МПа.

Напряжение в медном стержне со знаком минус, поскольку продольная сила n2 сжимающая.

 





©2015 www.megapredmet.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.