откуда = − · · · ( 2 − ). Теперь определяем температурные напряжения = .
= − · · ( 2 − )
это формула для температурных напряжений.
Из формулы видно, что температурные напряжения не зависят от длины стержня. При нагреве в стержне возникают сжимающие , а при охлаждении растягивающие напряжения.
Какой может быть величина температурных напряжений? Например, рассмотрим трамвайный рельс, который монтировали летом в 30
жару. Какие же напряжения будут в н¼м зимой в 30 мороз? 1 = 30 ;
2 = −30 .
= −2 · 105 · 1, 25 · 10−5 · (−60) = 150 ÌÏà.
Фактически соединение рельсов нельзя считать абсолютно ж¼стким, поэтому напряжения будут несколько меньше.
Температурные напряжения могут быть только в статически неопределимых системах. В статически определимых системах они не возникают.
Домашняя
JJ II
J
I
Назад
На весь экран
Закрыть
Для статически неопределимых систем применяются два метода расч¼та на прочность:
1)расч¼т по допускаемым напряжениям;
2)расч¼т по предельным нагрузкам.
Рассмотрим расч¼т двумя методами на примере (рис. 2.6.8 ).
Рис. 2.6.8. Расч¼т на прочность статически неопределимых систем
Пусть = 2· для того, чтобы можно было сопоставить два метода. Будем считать, что 1 = 2 = , а материал стержней одинаковый, то есть 1 = 2 = , [ ]1 = [ ]2 = [ ].
1) Расч¼т по допускаемым напряжениям. Мы уже его рассматривали во втором разделе данного параграфа, но здесь будет другой подход.
Домашняя
JJ II
J
I
Назад
На весь экран
Закрыть
Расч¼т по допускаемым напряжениям применяется для конструкций, в которых остаточные деформации недопустимы, например, лопатки газовых турбин.
Формулировка метода: при расчёте по допускаемым напряжениям за опасные принимаются такие внешние силы, при которых хотя бы
в одном элементе появляются пластические деформации, то есть наибольшие напряжения в системе достигают предела текучести .
В соответствии с этой формулировкой опасную силу обозначаем через . Самое большое напряжение возникает в стержне 2. При =напряжение 2 = т. Далее нужно выразить 2 через . Ранее было
получено |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
2 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
· , |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
|
|
|
· |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
+ |
|
· |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 · |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 = |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
· = 0, 4 · |
· |
, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
· (2 · + |
2 |
|
|
|
· ·· ) |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
2 · |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
т = 0, 4 · |
|
· |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
= 2, 5 · |
|
· т · . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Домашняя
JJ II
J
I
Назад
На весь экран
Закрыть
Íî ≤ |
|
è [ ] = |
т |
, тогда |
т |
т |
≤ 2, 5 · · тт ·
èпереходя к предельному состоянию, получим
[ ] = 2, 5 · · [ ] · .
2) Расч¼т по предельным нагрузкам Его применяют для конструкций, в которых некоторые остаточные
деформации не нарушают нормальные условия работы конструкции, например, настенный кронштейн в цехе, который служит силовой конструкцией.
В расч¼тах по предельным нагрузкам материал считается идеально пластичным (рис. 2.6.9). Идеально пластичным называется материал с такой диаграммой напряжений (сплошная линия). Фактическая диаграмма проходит по пунктирной линии. Этот метод применяется для пластичных материалов.
Формулировка метода: При расчёте по предельным нагрузкам за опасные (предельные) принимаются такие внешние силы, при которых конструкция в целом начинает течь, т.е. становится изменяемой.
Домашняя
JJ II
J
I
Назад
На весь экран
Закрыть
Домашняя
JJ II
J I
Назад
На весь экран
Рис. 2.6.9. Диаграмма напряжений идеально пластичного материала
Исходя из этого, найд¼м . Проследим за работой конструкции с ростом . Напряжения достигнут предела текучести, в первую оче-
редь, в стержне 2. После того, как 2 = т, дальнейший рост силы будет воспринимать только стержень 1. Но, так будет до тех пор, пока напряжения в стержне 1 не достигнут предела текучести. Дальнейший рост силы конструкция не будет воспринимать, т. к. она стала механизмом. Это и будет предельное состояние при расч¼те по предельным нагрузкам, то есть = тогда, когда 2 = 1 = т (ðèñ. 2.6.10).
Cоставим уравнение статики в момент достижения предельного состояния:
т · · + т · · 2 · − · = 0.
Закрыть