Кручение элементов конструкций

СДВИГ и КРУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ [c.179]

Кручение элементов конструкций 179 [c.565]

Применение для работающих на кручение элементов конструкций брусьев тонкостенного незамкнутого (открытого) профиля не выгодно их жесткость и прочность существенно ниже, чем брусьев круглого поперечного сечения (при равной площади сечения, т. е. при одинаковой затрате материала). [c.175]

Кроме перечисленных, могут использоваться образцы с напрессованными фланцами, особенно при испытаниях на изгиб и кручение элементов конструкций. [c.237]

Для изучения анизотропии механических свойств материала в чистом виде необходимо, как уже ранее отмечалось, испытывать на растяжение, сжатие и кручение элементы конструкций, например трубы (цилиндрические оболочки), изготовляя их методом намотки под разными углами к оси. [c.79]

При исследовании напряженного состояния элементов конструкций наиболее часто приходится иметь дело с плоским (двухосным) напряженным состоянием. Оно встречается при кручении, изгибе и сложном сопротивлении. Поэтому на нем мы остановимся несколько подробнее. [c.163]

При выборе материала для какого-либо элемента конструкции в последующих расчетах необходимо знать механические свойства материала, определяющие его прочность, упругость, твердость п пластичность. Необходимые сведения о различных механическ п.х свойствах материалов получают экспериментально в процессе механических испытаний на растяжение, сжатие, срез, кручение и изгиб. [c.167]

На рис. В. 10 —В. 18 приведены примеры стержневых элементов конструкций из разных областей техники, взаимодействующих с потоком жидкости или воздуха. На рис. В. 10 показана якорная система удержания плавающих объектов. Якорные тросы в ряде случаев рассматривать как абсолютно гибкие стержни нельзя, так как они обладают значительной жесткостью на изгиб и кручение. На рис. В.11 приведена система для охлаждения жидкости, которая протекает в трубках (система охлаждения реакторов). Трубки с жидкостью находятся в потоке. Для более интенсивного охлаждения трубки должны быть с очень тонкими стенками, поэтому аэродинамические силы, зависящие от скорости потока Vo, могут вызвать большие напряжения в трубках (в статике) или вызвать [c.8]

Отдельная глава посвящена расчету элементов конструкций с учетом ползучести расширен по сравнению с другими сборниками задач состав задач по вопросам усталостной прочности включен параграф, посвященный расчету тонкостенных стержней замкнутого профиля на стесненное кручение. В отдельные параграфы выделены вопросы нелинейного деформирования элементов конструкций. В главе Устойчивость и продольно-поперечный изгиб стержней помещены задачи, которые помогут студентам приобрести не только навыки расчетов на устойчивость, но и уяснить понятие критического состояния системы и применяемого в исследовании устойчивости метода Эйлера. Креме того, решение этих задач подготовит студентов к более успешному освоению курса устойчивости сооружений. [c.3]

Принято считать тему Кручение одной из основных и важнейших в курсе. Такая оценка обусловлена не каким-либо особым практическим значением этой темы хорошо известно, что элементы конструкций редко работают на чистое кручение. Важнее развивающее и методическое значение темы в ней впервые перед учащимися раскрывается общий подход к определению напряжений (выводу формул), они впервые сталкиваются с неравномерным распределением напряжений по сечению, с новыми геометрическими характеристиками сечений. Конечно, и практическое значение темы достаточно велико, так как в сочетании с изгибом или растяжением (сжатием) кручение встречается в расчетах деталей машин достаточно часто. [c.101]

Ранее рассматривались простейшие виды деформации растяжение— сжатие, сдвиг, кручение, поперечный изгиб. На практике такие простые деформации встречаются весьма редко. Как правило, на детали машин и элементы конструкций действует комбинация внешних силовых факторов, создающих несколько простых деформаций. Например, любой вал одновременно испытывает изгиб, кручение и сдвиг, даже простая деталь — болт работает на сложную деформацию на него одновременно действуют растяжение и кручение. [c.222]

Совместной деформации поперечного изгиба и кручения подвергаются все виды валов, встречающихся в практике. Нельзя путать понятия вала и оси. Конструктивно эти детали машин не отличаются. Их различие состоит в восприятии нагрузки. Если элемент конструкции воспринимает одновременно поперечный изгиб и кручение, то это вал, если же точно такой же элемент конструкции несет только изгибающую нагрузку, то это ось. [c.233]

Влияние состояния поверхности. В большинстве случаев поверхностные слои элемента конструкции, подверженного действию циклических нагрузок, оказываются более напряженными, чем внутренние (в частности, это имеет место при изгибе и кручении). Кроме того, поверхность детали почти всегда имеет дефекты, связанные с качеством механической обработки, а также с коррозией вследствие воздействия окружающей среды. Поэтому усталостные трещины, как правило, начинаются с поверхности, а плохое качество последней приводит к снижению сопротивления усталости. [c.671]

Эти значения допускаемых напряжений относятся к случаям работы элементов конструкций на чистое кручение при статическом нагружении. Валы, являющиеся основными объектами, рассчитываемыми на кручение, кроме кручения испытывают также изгиб кроме того, возникающие в них напряжения переменны во времени. Поэтому, рассчитывая вал только на кручение статической нагрузкой без учета изгиба и переменности напряжений, необходимо принять пониженные значения допускаемых напряжений [х]. Практически в зависимости от материала и условий работы для стальных валов принимают [х]-20...40 МПа. [c.180]

Следует учесть, что брусья тонкостенного открытого профи.г1я (типа швеллера) плохо сопротивляются деформации кручения, поэтому при использовании таких брусьев в качестве элементов конструкций, работающих на изгиб, следует принимать конструктивные меры для такой передачи нагрузки, при которой плоскость ее действия проходит через центры изгиба поперечных сечений бруса. В частности, для швеллерной балки это можно осуществить, прикладывая нагрузку к угловому коротышу, приваренному к ее стенке (см. рис. 7.48, а). [c.284]

В настоящей книге рассматриваются основные принципы и методы расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость приводятся данные для расчета стержней на растяжение-сжатие, сдвиг, кручение, для расчета статически определимых и статически неопределимых балок и рам рассматривается работа стержней, находящихся в условиях сложного сопротивления, кривых брусьев, толстостенных труб, тонкостенных стержней, пластинок и оболочек. [c.8]

Рис. 1.8. Схема влияния абсолютных размеров на склонность к хрупкому разрушению t — образец 2 — элемент конструкции к — кручение и — изгиб

В ряде случаев элементы конструкций должны быть рассчитаны не только на прочность, но и на жесткость. Расчет на жесткость элемента конструкции, имеющего форму бруса, заключается в определении наибольших угловых и линейных перемещений его поперечных сечений при заданной нагрузке и сопоставлении их с допускаемыми, зависящими от назначения и условий эксплуатации данного элемента. Например, рассчитывая вал на жесткость при кручении, ограничивают углы поворота поперечных сечений вокруг его продольной оси, а при расчете балки на жесткость при изгибе ограничивают величину прогиба. Иными словами, -условие жесткости можно выразить неравенством 8 [б], где 8 — перемещение рассматриваемого сечения, возникающее под заданной нагрузкой, а [8] — величина допускаемых перемещений, назначаемая конструктором. [c.190]

Универсальная машина для испытания на усталость при различных видах напряженного состояния — изгибе, кручении, растяжении и сжатии, а также сложно-напряженном состоянии при совместном действии изгиба и кручения содержит два направленных вибратора, угол между которыми можно изменять от О до 90°. Разработана машина, позволяющая проводить испытания образцов или тонкостенных элементов конструкций при программном нагружении в условиях чередования статической ползучести и циклического нагружения [76]. Для исследования влияния переменных циклических напряжений на процесс ползучести разработано устройство [120], позволяющее регистрировать деформацию ползучести в указанном режиме нагружения. Установка позволяет проводить испытания плоских образцов на усталость при знакопеременном изгибе и кручении. [c.176]

Чтобы оценить перспективу применения этих результатов, необходимо сделать несколько замечаний об элементах конструкций. Фактически не существует элементов, подверженных строго одноосному напряженному состоянию. Рассмотрим, например, лопатку компрессора газовой турбины. Хотя турбина преимущественно подвержена действию центробежных сил, лонатка испытывает также изгиб и кручение и должна быть усилена у основания, где возникают контактные напряжения. Соображения лучшей работы лопатки требуют усложнения ее конфигурации меняется площадь поперечного сечения и его форма вдоль длины лопатки, профиль закручивается и лопатка должна плавно переходить в замок. [c.392]

Механические свойства конструкционных материалов определяют экспериментально специальными механическими испытаниями образцов, причем вид механического испытания назначают в зависимости от условий нагружения детали, подлежащей изготовлению из данного конструкционного материала. Механические свойства стали определяют при статических, динамических и циклических режимах приложения нагрузок, а также при пониженных, нормальных или повышенных температурах. Испытуемые образцы можно нагружать по различным схемам (одноосное растяжение — сжатие, чистый или поперечный изгиб, кручение). В за-виси.мости от времени воздействия нагрузки на испытуемый образец испытания могут быть кратковременными или длительными. Почти все методы механических испытаний стали (за исключением метода испытания твердости) являются разрушающими, что исключает возможность стопроцентного контроля механических свойств деталей машин или элементов конструкций и обусловливает весьма высокие требования к точности механических испытаний образцов (или контрольных деталей). [c.454]

Усилия в элементах стрелы постепенно затухают. Частота колебаний конструкции близка к 0,5 1/сек. Одновременно с колебаниями продольных усилий с той же частотой в нижнем поясе стрелы возникают колебания изгиба и кручения. В конструкциях моделей вантовых стрел, имеющих уклон горизонтальных ферм, ванты при подъеме ковша сжимаются. Ванты, воспринимающие кручение и вспомогательные ванты, обеспечивающие устойчивость поясов и стоек, а также вспомогательные элементы жесткости стрелы III варианта при воздействии переменной нагрузки не работали. [c.153]

Сопоставление сопротивления усталости монолитной и многослойной стали. Сравнительная оценка сопротивления усталости монолитной и многослойной стали должна, но-видимому, рассматриваться с позиций проявления влияния масштабного фактора, вызывающего снижение пределов выносливости образцов или элементов конструкций по мере роста их размеров [21. Исследования [2—5], выполненные на гладких цилиндрических образцах, свидетельствуют о том, что масштабный фактор наиболее сильно проявляется при изгибе и кручении. По мере увеличения диаметра образца от 7,5 до 200 мм снижение пределов выносливости [2—5] может достигать 30—50 %. В меньшей степени роль масштабного фактора проявляется при осевом нагружении [2], однако, и в этом случае его влияние может быть существенным. Предположим, что сопротивление усталости тонколистового металла в многослойных конструкциях окажется повышенным в сравнении с монолитным. С целью проверки этого предположения выполнены сравнительные усталостные испытания многослойных и однотипных монолитных образцов (рис. 1), изготовленных из малоуглеродистой стали марки Ст. Зсп. Химический состав и механические свойства исследованной стали удовлетворяли требованиям ГОСТа 380-71. [c.257]

При моделировании требуемых упруго-массовых свойств конструкции кроме геометрии конечных элементов зачитываются их свойства, то есть способность воспринимать нагрузку и испытывать деформацию определенного вида. Так, например, некоторая часть одномерных элементов конструкции может работать только на растяжение-сжатие, а другая может к тому же воспринимать изгиб и кручение. [c.186]

Набор или список степеней свободы модели зависит от типа элементов, используемых при моделировании. Так, в узлах элементов работающих на изгиб и кручение (элементы балки и оболочки) определены все шесть компонентов смещений, а в узлах трехмерных элементов - только перемещения вдоль осей координат. Если в модели нет элементов, работающих на изгиб, то список степеней свободы не будет содержать углы поворота элементов в узлах. Это не означает, что их нет, просто углы поворота не оказывают влияние на величину полной Потенциальной энергии конструкции. [c.186]

Оценка параметра м может быть произведена по результатам уже проведенных ускоренных испытаний аналогичных Г материалов и элементов конструкций. Так, например, при переменном изгибе образцов "из сталей 45 и ЗОХГСА и переменном кручении образцов из высокопрочного чугуна параметр с принимает значения, [c.193]

В книге изучаются физико-механические свойства материалов, напряжения и деформации при растяжении, сдвиге, кручении, изгибе и при сложном сопротивлении прямых и кривых стержней. Изучаются законы устойчивости элементов конструкций, а также поведение материалов лри действии динамических и переменных нагрузок. [c.2]

До сих пор мы рассматривали задачи, где стержни конструкции испытывали одну из простейших деформаций осевое растяжение или сжатие, кручение, плоский изгиб. На практике же большинство элементов конструкций и машин подвергается действиям сил, вызывающих одновременно не одну из указанных деформаций, а две и более. [c.354]

Глава 8 посвящена экспериментальному исследованию предельных нагрузок тонкостенных композитных элементов конструкций (цилиндрических оболочек при кручении, одно- и многосвязных оболочек при поперечном изгибе, цилиндрических панелей при растяжении в двух направлениях со сдвигом, цилиндрических и плоских панелей при продольном сжатии, замкнутых в вершине оболочек вращения при неравномерном внешнем давлении) при изотермических состояниях и нестационарных режимах нагрева. Значительное внимание уделено описанию методики испытаний, оценке точности воспроизведения и регламентированию нагрузок и температурных полей при испытаниях, сопоставлению экспериментальных данных с расчетными. [c.9]

Кручением назьшается такой вид деформации, при котором в поперечных сечениях элементов конструкций возникает только крутящий момент, а другие внутренние силовые факторы [c.174]

Рассмотрим вопросы расчета на прочность и жесткость элементов конструкций работающих на кручение. Это валы, шпиндели токарных и сверлильных станков, сами сверла, пружины и другие элементы конструкций. [c.174]

Многие элементы конструкций кроме простых деформаций (растяжения, сжатия, изгиба, сдвига и кручения) испытывают более сложные, которые представляют собой различные сочетания простых деформаций. Например [c.253]

Колебательные процессы встречаются в различных областях физики и техники. Эти процессы имеют общие характерные черты и специфические математические методы их исследования. Наука, изучающая такие явления и процессы, называется теорией колебаний. Особое значение имеет теория колебаний в инженерном деле при кручении вибрации деталей машин, элементов конструкций и сооружений, а также оценка их прочности. В некоторых случаях прочная и жесткая конструкция с точки зрения статического действия нагрузки, может разрушиться под действием сравнительно небольших периодически действующих сил. Поэтому изучение колебаний упругих систем имеет важное значение для инженеров-механиков и строителей. [c.347]

Итак, уже полтора века мы благодаря Коши располагаем полной системой уравнений пространственной задачи теории упругости ). Но и по сей день получение па их основе точных решений является очень сложной проблемой. Аналитические решения удается построить только для очень простых идеализированных конфигураций, численные же решения для реальных пространственных тел даже с использованием современных ЭВМ получить весьма трудно. К счастью, согласно принципу Сен-Венана пространственные детали картины напряженного состояния существенны только вблизи мест резкого изменения границы или мест приложения сосредоточенных нагрузок, в остальной же части элемента конструкции состояние близко к более простому одномерному или двумерному (растяжению, кручению, изгибу и т. п.). [c.54]

Кручение элементов конструкции и деталей машин встречается в очень большом числе случаев. Одним из наиболее характерных из них является кручение вала машины (рис. 11.1, а). На кручение работает стержень винтовой цилиндрической и конической пружин. Кручение, наряду с другими видами деформации, испытывают в целом корпус корабля при расположении на косой волне (рис. 11.1, б) крыло самолета в случае, если равнодей- [c.11]

В сборнике представлены задачи на все основные разделы курса сопротивления материалов растялсение-сжатие, аюж ное напряженное состояние и теории прочности, сдвиг и смятие, кручение, изгиб, слож ное сопротивление, кривые стержни, устойчивость элементов конструкций, методы расчета по допускаемым нагрузкам и по предельным состояниям, динамическое и длительное действие нагрузок. Общее количество задач около 900. Некоторые задачи снабжены решениями или указаниями. [c.38]

Цилиндрические винтовые пружины растяжения (рис. 2.82, а) и сжатия (рис. 2.82, б), свитые из прутка круглого иоиеречного сечения, широко распространены в различных областях машино-и приборостроения в качестве упругих элементов конструкций. Применяют также винтовые пружины кручения, но здесь их расчет не рассматриваем. [c.241]

Однако существенно больший интерес представляют такие задачи, для решения которых элементарные гипотезы не могут привести к цели. Типичный пример — задача о кручении призматического стержня. Если принять для кручения такую же гипотезу плоских сечений, которая была принята для изгиба, окажется, что верный результат получится только для того случая, когда сечение представляет собою круг или круговое кольцо для других форм сечения эта гипотеза приведет к очень грубой ошибке. Точно так же никакие элементарные нредно-ложения не позволяют найти напряжения в толстостенной трубе, подверженной действию внутреннего давления. Можно привести много примеров других элементов конструкций, для которых напряжения и деформации нельзя определить с помощью элементарных приемов, а нужно использовать уравнения теории упругости. [c.266]

Кручением называется такой вид деформации, при котором в поперечных сечениях бруса возникает только один внутренний силовой фактор — крутящий момент М . Кручение возникает в валах, винтовых пружинах и других элементах конструкций. Кручение прямого бруса происходит при нагружении его внешними екручивающими моментами (парами сил), плоскости действия которых перпендикулярны его продольной оси. Эти моменты обозначим ТО. Кручение криволинейных брусьев может возникать и при других видах нагружения. [c.166]

Нгкоторые материалы (бетон, кирпичная кладка) могут воспринимать лишь весьма незначительные растягивающие напряжения, а другие (например, грунт) не могут вовсе сопротивляться растяжению. Такие материалы используются для изготовления лишь элементов конструкций, в которых не возникают растягивающие напряжения. Поэтому они не применяются для изготовления элементов конструкций, испытывающих изгиб, кручение, центральное и внецентренное растяжение. [c.372]

Вместе с тем обоснование прочности и надежности деталей машин и элементов конструкций при кратковременном, длительном и циклическом эксплуатационном нагружении остается трудно решаемой в теоретическом и экспериментальном плане задачей. Это в значительной степени связано со сложностью детерминированного и стохастического анализа напряженного состояния в элементах конструкций при возникновении упругих и упругопластических деформаций и ограниченностью критериев разрушения в указанных условиях при использовании конструкционных материалов с различными механическими свойствами. Трудности, возникающие при исследовании напряжений и деформаций в наиболее нагруженных зонах в упругой и неупругой области объясняются отсутствием аналитического решения соответствующих задач в теориях упругости, пластичности, ползучести и, тем более, в теории длительной циютической пластичности. К числу решенных таким способо.м задач мог т бьггь отнесены те, в которых определяются номинальные напряжения и деформации при растяжении-сжатии, изгибе и кручении стержней симметричного профиля, нагружении осевыми уси- [c.68]

И в большинстве случаев унсе не будет совпадать с первоначальным направлением. Долом элемента конструкции с появившейся трещиной может происходить в течение довольно длительного времени, которое определяет степень его живучести. Характерным является разрушение элемента конструкции, находящегося в состоянии чистого кручения (рис. 16.8). На таком элементе сначала появляется направленная вдоль образующей трещина, возникновение которой обусловлено действием касательных напряжений. В дальнейшем трещина отклоняется от первоначального направления на угол 45° и развивается уже по спирали, что обусловлено действием нормальных растягивающих напряжений. [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...