Материал: Расчет валов на статическую, усталостную прочность и жесткость
Сечение 1-1:
σ-1=360МПа, τ-1=220МПа
;
.
Сечение 2-2:
;
.
Сечение 3-3:
;
.
.6 Расчет коэффициента запаса
усталостной прочности. Проверка прочности
Эквивалентный запас прочности,
соответствующий плоскому напряженному состоянию, производим по формуле:
;
Допускаемое значение запаса
прочности примем [n]=1,75. Условие усталостной прочности запишем в виде 
.
Выполним расчет эквивалентного запаса прочности:
Сечение 1-1:
.
Сечение 2-2:
.
Сечение 3-3:
.
Видно, что n1=5,64>[n]=1.75; n2=3,62>[n]=1.75; n3=5,64>[n]=1.75.
Следовательно в данном сечении
условие усталостной прочности выполняется.
Вывод: анализ результатов
показывает, что при d=67мм обеспечивается статическая и усталостная прочности,
а также жесткость вала.
4. Расчёт на прочность плоской статически
неопределимой рамы.
Требуется раскрыть статическую неопределимость
заданной рамы, построить эпюры изгибающих моментов М, подобрать сечение.
.1 Раскрытие статической неопределимости рам
Исходные данные:=14 кH=7 кH/м=14 кHм=2,0 м=0,6 м
Основная система Эквивалентная система
Эквивалентная система
Каноническое уравнение метода сил:
Коэффициенты δ и Δ находим
методом Верещагина. Для этого построим эпюры моментов для основной системы.
ЭМ(Х1=1)
ЭМ(Х2=1)
После находим грузовые эпюры от
приложенных сил и моментов, а именно: ЭМ(F),ЭМ(q),ЭМ(М), и находим ΔР.
От F=14 кН
От М=14 кН
От q=7 кН/м
Тогда
Запишем систему уравнений подставив
известные величины и умножив на EI:
Найдём значения X1 и X2:
кН;
кН.
Знак «» означает, что сила Х1 направлена в противоположную сторону. Построим эпюры с полученными значениями Х1 и Х2:
От силы Х1:
От силы Х2:
.2 Кинематическая проверка решения
Известно, то угол поворота сечения С равен нулю. Используем это условие для проверки правильности найденных значений. Для этого возьмем основную систему, отличную от начальной, которая была использована в решении. В точку С приложим единичный момент.
Следовательно, полученные значения
Х1 и Х2 верны.
.3 Построение суммарных эпюр
Эпюра ЭN:
Эпюра ЭQ:
Эпюра суммарных изгибающих моментов
ЭМ:
Найдем 
:
;
;
.
Проверка:
;
,42-2,42-14+14=0.
Следовательно, все моменты найдены
верно.
.4 Подбор сечения
Допускаемое напряжение
Условие прочности при изгибе:
откуда 
По таблице сортаментов (сталь прокатная, балка двутавровая ГОСТ 8239-89) выбираем двутавр №10 (Wх=39,7 см3).
;
.
Перегрузка не превышает 5%, поэтому номер двутавра 10.
Найдем горизонтальное смещение от
силы F, для этого построим эпюру момента от силы F=1.
Список использованной литературы
1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. - М.: Изд-во МВТУ им. Баумана, 2001. - 560с.
2. Биргер И.А., Мавлютов Р.Р. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. - М.: Изд-во МАИ, 1994. - 512с.
. Справочник по сопротивлению материалов/ Писаренко Г. и др.- Киев: Наукова думка, 1988.-736с.
. Справочник по сопротивлению материалов/ Рудицын М.Н., Артемов П.Я., Любошиц М.И.-Минск: Высшэйшая школа, 1970.-630с.
. Серенсен С.В., Кокаев В.П., Шнейдерович Р.М. Валы и оси. М.: Машиностроение, 1970.
. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1.-5-е изд., перераб. и доп.-М.:Машиностроение, 1978.-728с.