Балка центр сдвига

Отмечаем, что формулы (26) и (27) справедливы для достаточно длинных балок. В случае короткой балки центр изгиба смещается к центру сдвига (см. стр. 28 ). [c.90]

Рассмотрим симметричный корытный профиль здесь оба центра лежат на оси симметрии профиля центр изгиба — точка в плоскости сечения, через которую проходит равнодействующая касательных сил, определяемых по элементарной теории изгиба балки центр жесткости — точка, через которую проходит равнодействующая внешних сил, не вызывая закручивания балки. В случае весьма длинной балки центр жесткости совпадает с центром изгиба. При уменьшении длины балки центр жесткости смещается и в случае короткой балки совпадает с центром сдвига [8]. Центр сдвига корытного профиля находится в точке пересечения оси симметрии профиля с осью стенки. [c.281]

Исследуя балки различной длины, можно заметить, что центр жесткости у короткой балки находится ближе к стенке, чем у длинной балки. Отклонение центра жесткости от центра изгиба наблюдается даже при значительной длине балки. При отношении длины балки к высоте, равном 10, отклонение может составлять около 10% полного эксцентриситета d. Если же указанное отношение равно 5, то отклонение центра жесткости от центра изгиба составляет около 50%, т. е. центр жесткости находится приблизительно посредине между центром изгиба и центром сдвига. При отношении длины балки к высоте около 2 центр жесткости практически совпадает с центром сдвига, т. е. со стенкой швеллера. [c.282]

Центром сдвига сечения, или центром изгиба, называется точка, в которой приложена равнодействующая касательных напряжений в сечении при нагружении балки поперечной силой. Следовательно, если линия действия поперечной силы проходит через центр сдвига, эта сила не будет вызывать кручение балки. В общем случае нейтральная ось не проходит через центры сдвига сечений. [c.236]

Требуемого эффекта можно добиться, не задавая смещения узлов. Для этого нужно в свойствах элемента балки изменить смещения нейтральной оси, вычисленные автоматически, так, чтобы искусственно заданное положение центров сдвига совпало с положением узлов. [c.237]

Сеи-Венаи дал метод решения задачи об изгибе цилиндрической консольной балки, нагруженной силой на конце II, 2]. Решения этой задачи были получены для балок с круглым, эллиптическим, прямоугольным и другими поперечными сечениями. Эти результаты свидетельствуют о том, что в балке вследствие нагрузки возникает как изгиб, так и кручение. Соответственно удобно определить центр сдвига поперечного сечения как точку, приложение силы к которой не вызывает кручения, что реализует [c.183]

ЧИСТЫЙ изгиб. Из данного определения следует, что как только получено распределение сдвиговых напряжений по сечению, обусловленное чистым изгибом, центр сдвига определяется как точка приложения сдвиговой силы. Если сечение балки имеет ось симметрии, то центр сдвига лежит на этой оси, а если сечение обладает двойной симметрией, то центр сдвига совпадает с центром тяжести сечения. Точные общие решения задачи об изгибе балки с произвольным сечением под действием произвольной внешней нагрузки не получены до сих пор. [c.184]

В этом приложении рассмотрим задачу, в которой изгиб и кручение балки взаимно связаны. Система координат выбирается так же, как и в 7.1, т. е. ось х совпадает с осью балки, а оси у и г параллельны главным центральным осям ее поперечного сечения. Предполагается, что вдоль оси х поперечное сечение балки постоянно. Для удобства последующих рассуждений приведем некоторые соотношения для центра сдвига. [c.480]

Рис. 8.7. а — несимметричная балка с поперечной нагрузкой Ь — поперечное сечение балки 5 центр сдвига, С — центр тяжести. [c.316]

Предположим, что сила Р изгибает балку относительно оси г, т. е. что ось 2 является центральной осью. Тогда в каждом промежуточном поперечном сечении балки получатся две результирующие напряжений изгибающий момент относительно оси г и поперечная сила О у (равная внешней силе Р) в направлений оси у (рис. 8.7, Ь). Соответственно этим двум результирующим в каждом поперечном сечении будут возникать нормальные и касательные напряжения. Результирующей нормальных напряжений, естественно, является изгибающий момент касательных — поперечная сила, равная Р. Линия действия этой равнодействующей поперечной силы проходит через точку 5, лежащую на оси 2 и в общем случае не совпадающую с центром тяжести сечения С. Эту точку называют центром сдвига иш центром изгиба) поперечного сечения балки, Когда линия действия силы Р не проходит через центр сдвига, эта сила будет создавать крутящий момент, в результате чего возникнет кручение балки. [c.316]

Сейчас можно сделать важное заключение, а именно сила, действующая на несимметричную балку, обычно вызывает одновременно изгиб и кручение этой балки. Обычный изгиб без кручения происходит только в том случае, когда линия действия приложенной силы проходит через центр сдвига 5. Следовательно, определение положения центра сдвига представляет большой интерес. [c.316]

Для балки, изображенной на рис. 8. 7, определить положение центра сдвига поперечного сечения сравнительно легко. Можно счи- [c.316]

Рис. 8.8. Поперечное сечение несимметричной двутавровой балки, 5 — центр сдвига.

Таким образом, положение центра сдвига для несимметричной двутавровой балки установлено. Сопоставляя положения центра сдвига 5 и центра тяжести С, можно показать, что центр сдвига 5 всегда расположен между центром тяжести С и левой полкой, если Ьг >Ь и [c.318]

Другой частный случай имеет место тогда, когда размер Ьц становится равным нулю, в результате чего получается тавровая балка (рис. 8.9), Из представлений (8.16) получаем кг О и к2=к, а это означает, что центр сдвига находится в месте соединения стенки с полкой. [c.318]

Вообще если поперечное сечение балки имеет одну ось симметрии (рис. 8.8 и 8.9), то центр сдвига будет всегда лежать на этой оси. Любую силу, линия действия которой проходит через центр сдвига, всегда можно разложить на две составляющие, соответственно параллельные осям 2 и у. Первая составляющая будет создавать изгиб в плоскости хг, причем нейтральной осью будет ось у вторая [c.318]

Если изображенная на рис. 8,10 балка изгибается силой, линия действия которой проходит через центр сдвига и параллельна оси [c.322]

В предыдущем разделе были получены формулы и описаны приемы для нахождения касательных напряжений в тонкостенных балках незамкнутого профиля. Воспользуемся теперь этими сведениями для определения положения центров сдвига для различных конкретных форм сечений. Сначала рассмотрим швеллерную балку (рис. 8.12, а), которая изгибается относительно оси г и на которую действует вертикальная поперечная сила Qy, параллельная оси у. Распределение касательных напряжений в швеллере показано на рис. 8.12, Ь. Для того чтобы найти напряжение %i в месте соединения полки со стенкой, используем формулу (8.18) при этом будет равно статическому моменту площади полки относительно оси z [c.326]

Если на балку действует поперечная сила Qy, параллельная оси г, то приходим к аналогичному выводу о том, что центр сдвига совпадает с центром тяжести. [c.331]

Решить предыдущую задачу для двутавровой балки с неравными полками, нагруженной силой Р, проходящей через центр сдвига перпендикулярно стенке балки (см. рис. 8.8). [c.342]

Определить центр сдвига 5 тонкостенной балки, поперечное сечение которой имеет форму, показанную на рисунке. Построить график, показывающий, как изменяется координата г при изменении угла р от О до я. [c.342]

Получить выражение для координаты е, определяющей центр сдвига тонкостенной балки, поперечное сечение которой изображено на рисунке, полагая, что толщина стенки балки одинакова по всему контуру. [c.343]

Получить выражений для координаты е, определяющей положение центра сдвига S для балки разрезного коробчатого поперечного сечения, показанного на рисунке, полагая, что толщина стенки балки постоянна и мала. [c.343]

Центр сдвига. При рассмотрении чистого изгиба (см. стр. Ш5) было показано, что плоскость изогнутой оси совпадает с плоскостью изгибающих пар при условии, что эти пары действуют в одной из двух главных плоскостей изгиба. В случае изгиба балки копланарной системой поперечных сил задача становится более сложной. Если главная плоскость, в которой действуют силы, не является плоскостью симметрии балки, то такой изгиб обычно сопровождается кручением балки. В последующем изложении будет показано, как можно исключить это кручение и получить простой изгиб надлеЖа щим перемещением плоскости действующих сил параллельно самой себе. [c.200]

Возвращаясь теперь к общему случаю и гиба несимметричных балок, мы заключаем из предыдущих рассуждений, что для того, чтобы иметь простой изгиб балки (изгиб без кручения), внешние силы должны быть распределены по оси центров сдвига. Для [c.206]

На рис. 5.14, а показано рас- положение векторов напряжений сдвига, возникающих при изгибе балки с корытообразным сечением (прокатный профиль с таким сечением называют швеллером). Направление и расположение этих векторов определяется так же, как для двутаврового сечения. Эти напряжения создают сдвигающие силы Тх, Ту, действующие вдоль полок и стенки. На рис. 5.14, б видно, что силы Тх образуют пару, которая останется неуравновешенной, если внешние силы будут приложены к центру тяжести О площади поперечного сечения.Уравновесить пару кТх могут только напряжения кручения. Однако это кручение не возникнет, если вектор внешней силы Р, а следовательно, и вектор внутренней поперечной силы Q будут проходить не через центр тяжести О сечения, а через точку С, называемую центром изгиба (рис. [c.132]

ДО ЧИСТОГО сдвига в центре, где главные напряжения направлены под углом 45° к оси балки. Поворот главных напряжений отражается на траекториях трещин, которые имеют ступенчатые перегибы (рис. 56, б). Наблюдается ветвление трещин. Число ответвляющихся трещин увеличивалось с увеличением прочности образцов. Например, разрушение упрочненных травлением в плавиковой кислоте образцов стекол по виду трещин не отличается от обычного, но имеет настолько высокую дробность разрушения, что делает необходимым плотную упаковку образца в пленку перед испытанием. [c.69]

Произведенный анализ- напряженного состояния изогнутой балки прямоугольного сечения показывает, что различные ее точки испытывают напряженные состояния разных видов. Нейтральный слой работает на чистый сдвиг, наиболее удаленные от него слои — на простое растяжение или сжатие, а в промежуточных слоях наблюдаются всевозможные переходные состояния от растяжения (сжатия) к чистому сдвигу, которые можно изобразить целой серией кругов Мора (рис. 180). Полюсы этих кругов непрерывно перемещаются от левого края круга (растянутая кромка) через центр (нейтральный слой) до правого края (сжатая кромка). Таким образом, при изгибе (в отличие от растяжения или кручения) материал испытывает не одно напряженное состояние, а совокупность различных напряженных состояний. [c.174]

Таким образом, напряженное состояние при поперечном изгибе (при наличии перерезывающей силы) изменяется от одноосного растяжения и сжатия (в верхних и нижних волокнах) до чистого сдвига, т. е. двухосного, разноименного напряженного состояния (в центре балки). При переходе от периферии к центру балки направления главных напряжений изменяются в крайних волокнах главные напряжения параллельны оси балки, а в центральных — направлены под углом 45° к оси балки. Это часто отражается на виде излома хрупких материалов. Все сказанное [c.96]

Секториальный момент инерции или бимомеит инерции сечения имеет размерность (Ь) и входит в дифференциальное уравнение кручения балки относительно оси, проходящей через центр сдвига [c.194]

Исследование распределения касательных напряжений в фасонных профилях начнем с рассмотрения балки, средняя линия тт поперечного сечения которой имеет произвольную форму (рис. 8Л0 а). Осиупг являются главными центральными осями поперечного сечения, а сила Р параллельна оси у (рис. 8.10, Ь). Если линия действия силы Р проходит через центр сдвига 5, то балка ие будет закручиваться и возникнет простой изгиб в плоскости ху, причем ось Z будет нейтральной осью. Нормальные напряжения в произвольной точке балки задаются формулой [c.321]

Теперь освободимся от этого допущения и Получим более общие результаты, отно сящиеся к произвольным осям у и г (рис. 8.17), не являющимся главными. Предположим, что действующие йа балку нагрузки параллельны оси у и создают изгибающий момент Мг и поперечную силу Qy. Предположим также, что действующие силы проходят через центр Сдвига 5. Изгибающий момент Мг будет вызывать изгиб относительно осей у и г при этом соответствующие напряжения описываются выражением (8.11) [c.332]

Поскольку на балку не действуют внешние горизонтальные силы, касательная сила в нижней полке должна быть также равна N1 , кроме того, сила Л з в стенке должна быть равна Qy. Так как момент относительно точки С силы Qy, проходящей через центр сдвига, доллсен быть равен сумме моментов относительно той же точки С трех сил, действующих в полках и стенке, в результате получим [c.337]

Определить касательные напряжения, возникающие в балке из швеллерного профиля № 27 (см. приложение В), если поперечная сила, проходящая через центр сдвига, равна т (см. рис. 8.12). Найти также координату е центра сдвига поперечного сечения. (При определении велиФ1н 5 и е использовать размеры по средней линии, а величину осевого момента инерции взять из таблицы, приведенной в приложении.) [c.342]

Тимошенко С. П., Применение функции напряжений к исследованию изгиба и кручения призматических стержней. Сб. Спб ин-та инженеров путей сообщения, Спб, 1913, вып. 82, стр. 1—24 отд. оттиск Спб, 1913, 22 стр. (Замечание. В этой статье была найдена такая точка в поперечном сечении балки, к которой следовало бы приложить сосредоточенную силу, чтобы устранить кручение. Таким образом, эта работа оказывается первой, где определялся центр сдвига балки. Рассмотренная балка имела сплошное поперечное сечение в форме полукруга [8.2]. В 1909 г. К- Бах провел испытания швеллерных балок и кащел, что, когда нагрузка прикладывается параллельно плоскости стенки, в балке возникает кручение (см. [8.3] и [8.4]). Он также обнаружил, что закручивание изменяется при боковом смещении нагрузки, но, по-видимому, центр сдвига им не был определен. В 1917 г. А. А. Гриффитс и Дж. Тейлор использовали для исследования изгиба метод мыльной пленки для некоторых типов конструкционных профилей они определили центр сдвига, который был ими назван центром изгиба [8.5]. Общее приближенное решение задачи определения центра сдвига тонкостенного стержня незамкнутого профиля было получено Р. Майяром, который объяснил практическое значение определения центра сдвига в конструкционных профилях [8.6] и ввел термин центр сдвига . Дальнейшее развитие концепции центра сдвига содержалось в работах [8.7—8.16], Всестороннее обсуждение центра сдвига, а также задачи изгиба и кручения балок в общей постановке проведено в работе [8.17] некоторые исторические замечания, относящиеся к центру сдвига, можно найти в работах [8.18] и [8.19].) [c.555]

ПОЛНОГО эксцентриситета й. Если же указанное отношение равно 5, ТО отклонение центра жесткости от центра изгиба составляет около 50Уо. т. е. центр жесткости находится приблизительно посредине между центром изгиба и центром сдвига. При отношении длины балки к высоте около 2 центр жесткости практически совпадает с центром сдвига, т. е. со стенкой швеллера. [c.262]

Отсюда видно что для получения, простого изгиба с нейтральной осью, совпадающей с осью г, вертикальная плоскость, в которой действуют поперечные сил.ы, должна проходить через точку О, называемую центром сдвига. При каком-либо другом пологкении этой плоскости изгиб балки будет сопровождаться кручением, и напряжения уже ие будут следовать простому закону, в котором пропорционально г/ и не зависит от координаты г., [c.203]

В предыдущих случаях мы рассмотрели балки с одной плоскостью симметрии, которые изгибались перпендикулярно этой плоскости. В таком случае центр сдвига находится на осн симметрии поперечного сечения, и для определения его положения необходимо найти лишь одну координату. Расомотрим теперь несимметричную, балку, для которой необходимо найти две координаты, чтобы [c.203]

Во ёсех случаях, когда полки тонкостенной балки пересекаются по одной оси О, как на примерах, показанных на рис. 214, найдено, что равнодействующая пбперечная сила проходит через этру ось и эта же ось, очевидно, является осью центров сдвига. [c.206]

Балка на двух опорах состоит из двух поясов, площади которых считать сосредоточенными, и тонкой стенйи, условно работающей только на сдвиг. Пролет балки /=480 см. Площади поясов Fв=7 см , F =5 см , расстояние между их центрами тяжести /ii=360 мм. Балка нагружена сплошной нагрузкой р=2,2 кГ/см и [c.120]

Нормальные напряжения, возникающие в поясах балок при кручении, определяются по формз лам табл. 9, где й — расстояние между центрами тяжести поясов балки И/ = —расчётный фактор изгиба пояса при кручении 1у — момент инерции сечения балки относительно вертикальной оси у — у, 6-ширина пояса балки С=810000Агг/сл2-модуль упругости при сдвиге а —коэфициент, определяемый по формуле [c.929]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...