Деформации и перемещения при кручении валов Расчет статически неопределимых балок Действие с силами и моментами Расчеты на прочность по допускаемым напряжениям Расчет цилиндрических витых пружин Примеры решения задач на прочность

Лекции и примеры решения задач курсовой по сопромату

Деформации и перемещения при кручении валов.

Для вычисления деформаций вала при кручении воспользуемся формулой (2.7)

/f_17.gif          (2.17)

Деформация вала на длине z (взаимный угол сечений) равна

/f_18.gif          (2.18)

Если крутящий момент и величина GIp, называемая жесткостью вала при кручении, постоянны на всем участке интегрирования, то

/f_19.gif          (2.19)

Аналогично, для вала длиной l получим

/f_20.gif          (2.20)

Схема III. Плоская рама (задача №8)

Эта формула по своей структуре аналогична формуле для определения деформаций при растяжении - сжатии.

Угол закручивания, приходящийся на единицу длины, называют относительным углом закручивания. Он равен

/f_21.gif          (2.21)

Для обеспечения требуемой жесткости вала необходимо, чтобы наибольший относительный угол закручивания не превосходил допускаемого, т.е.

/f_22.gif          (2.22)

Эта формула выражает условие жесткости вала при кручении. В этой формуле /t2_7.gif- допускаемый относительный угол закручивания в радианах на единицу длины вала.

В большинстве случаев допускаемый относительный угол закручивания задают в градусах на 1 м длины, тогда из формулы (2.22) получим:

/f_23.gif          (2.23)

Угол /t2_7.gifвыбирают в зависимости от назначения вала и его размеров. Для валов средних размеров в "Справочнике машиностроителя" рекомендуется принимать допускаемый угол закручивания равным 0,5 градуса на 1 метр длины.

Из условия (2.23) можно определить диаметр вала по заданной жесткости. Получаем

/f_24.gif          (2.24)

Моменты инерции простых сечений

Геометрические характеристики сечений. Статический момент сечения. При дальнейшем изучении вопросов прочности, жесткости и устойчивости нам придется иметь дело с некоторыми геометрическими характеристиками сечения: статическими моментами, моментами инерции, моментами сопротивления.

Моменты инерции сечения. Осевым, или экваториальным, моментом инерции сечения называется геометрическая характеристика, численно равная интегралу: относительно оси х  

Моменты инерции сложных фигур. Момент инерции сложной фигуры равен сумме моментов инерции ее составных частей  

Определение напряжений в стержнях круглого сечения. Крутящие моменты, о которых шла речь выше, представляют лишь равнодействующие внутренние усилия. Фактически в поперечном сечении скручиваемого стержня действуют непрерывно распределенные внутренние касательные напряжения, к определению которых теперь и перейдем.

Построение эпюр угловых перемещений при кручении. Имея формулы для определения деформаций и зная условия закрепления стержня, нетрудно определить угловые перемещения сечений стержня и построить эпюры этих перемещений. Если имеется вал (т.е. вращающийся стержень), у которого нет неподвижных сечений, то для построения эпюры угловых перемещений принимают какое-либо сечение за условно неподвижное.


Решение задач по сопромату