ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Уравнение изгиба из "Несущий каркас кузова автомобиля и его расчет " Правило знаков. Простейший расчет конструкции автомобиля строится на схематизации конструкции, состоящей из балочных элементов. Таким образом, для изучения работы кузова автомобиля основополагающим является рассмотрение изгиба балок. Расчет балок, работающих на изгиб, облегчает установление и соблюдение строгих правил знаков. Четыре правила, которые при этом необходимо соблюдать, можно рассмотреть на элементе балки прямоугольного поперечного сечения, показанном на рис. 3.5. [c.77] Проведя умножение, сокращения и опустив несущественные члены (произведения бесконечно малых величин), получим S = бМ/бг = = dMIdz. [c.77] Вдоль элемента в направлении оси z поперечная сила изменится на величину — ш, т. е. [c.78] Из технической теории изгиба балок известно, что приведенные выше выражения справедливы только в том случае, когда поперечные сечения, бывшие плоскими до изгиба, остаются плоскими после изгиба это предполагает, что распределение касательных напряжений по сечению равномерное. Принимается также, что балка является однородной и изотропной. Кроме того, считается, что в исходном состоянии ось балки не искривлена, а радиус кривизны изогнутой балки намного больше раз.меров ее поперечного сечения. [c.78] Но S = F = dMIdz, следовательно, т = (SAy)l(lb), где у — расстояние от нейтральной оси до центра тяжести заштрихованной площади. Это главное выражение, которое используют для определения поперечной силы. Данное выражение можно применить при нахождении требуемого шага точечных швов сварного соединения, с помощью которого усиливается сечение балок. Выражение для расчета шага записывается в виде р = RIlSAy, где R — несущая способность точечного шва на срез у — расстояние от нейтральной оси до центра тяжести элемента усиления А — площадь поперечного сечения элемента усиления. Пусть требуется найти шаг точечной сварки, необходимой для крепления нижней, подкрепляющей сечение, накладки профиля, показанного на рис. 3.9. Необходимые геометрические характеристики можно найти, пользуясь данными табл. 3.1, в которой /g — момент инерции отсеченной части сечения относительно собственной оси. [c.79] В связи с этим для тонкостенных балок делаются дополнительные предположения, которые сводятся к следующему по высоте полки напряжения изгиба не меняются, а по высоте стенки касательные напряжения распределены равномерно. [c.81] В балках открытого профиля потоки касательных напряжений могут создавать крутящий момент. Этот момент может привести к закручиванию балки, если только внешняя нагрузка не будет приложена со смещением, достаточным для уравновешивания момента, созданного потоком касательных напряжений. На рис. 3.11 сила S приложена в центре изгиба, чтобы выполнялось указанное выше условие. На расстоянии х от края полки Qf = (S//) xt (d/2). [c.81] ДЛЯ вертикальных элементов s можно выразить через у, тогда Яав = 341 f у-0.1 ( - dy) = 34,1 (-1 ). [c.82] Очевидно, что для улучшения эффективности работы балок при конструировании тонкостенных полых элементов, таких, как обвязочные брусья спортивных и гоночных автомобилей, имеющих плоскую конструкцию кузова, желательно как можно дальше разносить материал профиля по верхнему и нижнему поясам, с тем чтобы увеличить момент инерщ1и сечения. Но делать это можно, если толщина вертикальной стенки достаточна для сохранения устойчивости при действии касательных напряжений и напряжений сжатия. Для более полного использования несущей способности требуется усиливать поперечные сечения с помощью шпангоутов или кольцевых рам. [c.85] Балочная схема. Тонкостенные балки можно схематично представить в виде систем, состоящих из панелей, работающих на сдвиг, и сосредоточенных несущих поясов, величиной площади которых можно учитывать вклад панелей обшивки, аналогично тому, как это проводилось для панелей на рис. 3.1. Балку типичного симметричного прямоугольного коробчатого сечения, у которой площадь углового пояса равна А/, высота сечения d, ширина сечения Ь, а толщины панелей равны и 4. можно представить в виде балки коробчатого сечения с четырьмя угловыми несущими поясами, площадь каждого из которых составляет (btj2) -f (dtJ2). [c.85] На рис. 3.15 приведено типичное схематичное представление коробчатого сечения балки, у которой площадь пояса Л = 0,1 см . Расчет потоков касательных напряжений состоит в следующем. Момент инерции сечения / = 2 (8-0,1-5 ) = 40 см. [c.86] Таким же способом можно рассчитать тонкостенные стержни треугольного поперечного сечения. В качестве примера на рис. 3.16 приведено сечение, пояса которого имеют одинаковые площади а. Ширина панелей, работающих на сдвиг, между поясами равна h. Толщина вертикальной панели равна а наклонных — t. [c.86] Вернуться к основной статье