Главные напряжения в балках при изгибе

Главные напряжения в балках при изгибе [c.146]

Особенности определения главных напряжений в балках при изгибе [c.187]

Рис. 12.52. Траектории главных напряжений в балке при поперечном изгибе а) картина траекторий (элементарное решение) б) расположение арматуры в железобетонной

Величины главных напряжений и углы наклона главных площадок в балках при поперечном изгибе можно определить по формулам (4.27) и (4.28) двухосного напряженного состояния [c.146]

В произвольной точке балки при плоском изгибе имеет место плоское напряженное состояние, причем Оу = 0. Формулы для определения главных напряжений в этом случае принимают вид [c.43]

Общие сведения. Цель работы — исследовать закон распределения нормальных напряжений по сечению балки при прямом изгибе и определить главные напряжения в нейтральном слое балки. [c.80]

Формула (8.9) называется обобщенной формулой изгиба ее можно использовать при определении изгибающих напряжений в балке, когда известны моменты Му и Мг, действующие относительно любых двух взаимно перпендикулярных центральных осей. Эти оси могут быть и не главными. [c.314]

При изгибе тонкостенных стержней с открытым профилем принято считать, что касательные напряжения распределяются равномерно по толщине сечения б и направлены по касательным к средней линии. Если главные центральные оси сечения не являются осями симметрии, то при изгибе в плоскости главной оси балки 6 его поперечных сечениях возникают дополнительные касательные напряжения и балка наряду с изгибом закручивается. Чтобы исключить закручивание балки при изгибе, поперечная сила должна проходить не через центр тяжести, а через центр изгиба. [c.229]

Рассмотрим балку, защемленную одним концом и нагруженную на другом силой Р (рис. 137, а). Сила Р лежит в плоскости торца балки и направлена под углом а к главной оси Оу. Вычислим напряжения в некоторой точке С поперечного сечения, отстоящего на расстоянии к от свободного конца балки Для показанного на рисунке направления главных осей точка С имеет положительные координаты г и В указанном сечении изгибающие моменты, возникающие при изгибе бруса в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рис 137, б), соответственно [c.199]

При изгибе балки (рис. 257, а) в точках определенного поперечного сечения п — п, взятых на различных расстояниях от нейтральной оси, мы находили нормальные напряжения а и касательные т. Для балки прямоугольного поперечного сечения эпюры напряжений а и т приведены соответственно на рис. 257, бив. Кроме того, в каждой из этих точек по напряжениям а и т вычисляли главные напряжения растягивающие О и сжимающие Оз- Эти напряжения действуют на площадках, наклон которых к плоскости поперечного сечения изменяется от точки к точке. Изменение величины главных напряжений по высоте балки может быть представлено в виде эпюр 0 и 03. Для той же балки эти эпюры приведены на рис. 257, г, д. [c.279]

Как известно, открытые тонкостенные профили плохо работают на кручение. Кроме того, если балка заделана так, что депланация сечения в заделке становится невозможной, то будет иметь место так называемое стесненное кручение, при котором в поперечном сечении возникают не только касательные, но и значительные нормальные напряжения. Поэтому желательно принимать меры, устраняющие кручение в балках прокатного профиля. Обычно по этой причине ставят симметричное сечение из двух швеллеров. Если же профиль один, а нагрузка значительна, то ее нужно выносить из главной плоскости так, чтобы она проходила через точку С (на рис. 313, б такое положение нагрузки показано пунктиром на рис. 313, г дан один из возможных вариантов конструктивного оформления вынесения нагрузки). В этом случае участок балки длиной х полностью уравновешивается силами Р, Q x) = P и моментом М х) = Рх кручения не будет. Поэтому точка С называется центром изгиба (иногда — центром жесткости). Центры изгиба всех сечений балки расположены на прямой, которая называется осью жесткости балки (рис. 313, б). [c.340]

Заметим, что нагрузка р хз) не обязательно должна лежать в плоскости x-iXi, она может действовать в параллельной плоскости. Величины прогибов и нормальных напряжений при изгибе от этого не меняются, как будет видно из приводимого ниже вывода. Однако касательные напряжения зависят от положения плоскости действия сил, они могут потребовать для своего уравновешивания приложения к торцам балки крутящих моментов. Если ось х-2. есть ось симметрии сечения, то, очевидно, крутящий момент не потребуется, если нагрузка лежит в плоскости Хг, Хз, нагрузка в любой параллельной плоскости будет вызывать кручение. Однако, если ось есть главная центральная ось сечения, по не ось симметрии, и нагрузка лежит в плоскости Хг, Хз, изгиб, как правило, будет сопровождаться кручением чтобы кручения пе было, ось х должна проходить не через центр сечения, а через некоторую точку, называемую центром изгиба. Элементарная теория, позволяющая найти центр изгиба для тонкостенных стержней открытого профиля, была изложена в 3.7, распространение ее на стержни произвольного сечения служит предметом теории изгиба Сен-Венана, которая в этой книге излагаться не будет. [c.387]

При чистом изгибе касательные напряжения в поперечных и продольных сечениях балки отсутствуют, следовательно, нормальные напряжения в этих площадках являются главными. Одно из них, Oj (вертикальное), равно нулю. Следовательно, разность главных напряжений oi — данном случае представится одним [c.138]

Предварительные замечания. В предыдущей главе осталось три вопроса, не получивших полного обсуждения. Первый из них касается главной трудности задачи о поперечном изгибе балки — определения второго компонента касательного напряжения при изгибе в плоскости гу или х у при изгибе в плоскости гх. Второй вопрос относится к оценке точности формулы для опре- [c.337]

Рассмотрим балку, находящуюся в условиях плоского прямого изгиба под действием произвольных поперечных нагрузок в главной плоскости Оху (рис. 7.31, а). Рассечем балку на расстоянии л от ее левого конца и рассмотрим равновесие левой части. Влияние правой части в этом случае нужно заменить действием изгибающего момента и поперечной силы Qy в проведенном сечении (рис. 7.31,6). Изгибающий момент Мг в этом случае не является постоянным по величине, как это имело место при чистом изгибе, а изменяется по длине балки. Так как изгибающий момент согласно (7.14) связан с нормальными напряжениями а = С , то нормальные напряжения в продольных волок- [c.136]

Для экспериментального определения величин и направлений главных напряжений применяют метод лаковых покрытий. При нагружении в тех точках поверхности исследуемой детали, где удлинения достигают определенной величины, в лаковом покрытии возникают трещины, перпендикулярные к направлениям главных растягивающих напряжений. Для оценки чувствительности лака, т. е. величины относительного удлинения е, при котором появляются трещины, применяется тарировочное устройство, схематически показанное на рисунке, Стальная балочка, защемленная одним концом, покрывается лаком и подвергается изгибу с помощью винта, передающего давление на свободный конец балки (точка В), Прогиб в точке В измеряется индикатором. [c.185]

Заметим, что способ, который мы здесь применили, может быть распространен на более общие случаи, например на случай совместного действия касательных усилий с равномерным сжатием вдоль одной из сторон пластинки или одновременного действия касательных усилий с чистым изгибом. Последняя задача могла бы представить некоторый практический интерес в связи с поверкой на устойчивость вертикальной стенки клепаной двутавровой балки. При большой высоте балки отношение толщины стенки к ее высоте на практике иногда получается очень малым и надлежащая устойчивость достигается путем дополнительных подкреплений стенки особыми уголками жесткости. Отдельные участки стенки двутавровой балки между двумя соседними уголками жесткости следует проверять на устойчивость как независимую прямоугольную пластинку с опертыми краями. У опор эта пластинка будет находиться главным образом под действием касательных усилий и для проверки ее на устойчивость можно воспользоваться табл. 32. У середины пролета главную роль играют нормальные напряжения от изгиба и при проверке на устойчивость можно воспользоваться табл. 31 предыдущего параграфа. [c.442]

При изложении в гл. 5 теории изгиба балок основное внимание было обращено на балки с осевой плоскостью симметрии (плоскость л г/нарис. 5Л—5.3). Кроме того, предполагалось, что поперечные нагрузки действуют в той же самой плоскости, а следовательно, и изгиб балки также происходит в этой плоскости. При таких условиях как нейтральная ось, так и вертикальная ось симметрии являются главными осями поперечного сечения, проходящими через его центр тяжести. Отметим также, что нормальные напряжения, возникающие при изгибе, изменяются по линейному закону в зависимости от расстояния до нейтральной оси и подсчитываются по формуле о =МуИ (см. рис. 5.3 и формулу (5.10)). [c.307]

Проведем общий анализ напряженного состояния изогнутой балки прямоугольного сечения. При изгибе имеет место плоское напряженное состояние, так как в продольных слоях, параллельных плоскости нагрузки, напряжения отсутствуют. Поэтому для нахождения главных площадок и главных напряжений можно применить формулу (35) [c.171]

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]

Напряжённое состояние в рассматриваемой точке называется линейным (одноосным), если два главных напряжения равны нулю, например, в точках равномерно растягиваемой полосы и в волокнах балки при чистом изгибе J Ф О, 3у = 0г= = 0). [c.7]

Направление наибольшего главного напряжения определяется углом в 135° с осью X (угол откладывается в соответствии с рис. 118 против часовой стрелки). Направление перпендикулярно к а а . В общем по нейтральному слою главные напряжения при изгибе наклонены под углом в 45° к оси балки. В этой же точке по формуле (9.23) [c.189]

Пластический изгиб балки в случае произвольной зависимости между деформациями и напряжениями. Теорию поперечного изгиба стержня малых в сравнении с длиной поперечных размеров из материала, закон деформирования которого отличается от закона Гука, можно сформулировать относительно просто. Предположим, что стержень постоянного поперечного сечения цилиндрической или призматической формы нагружен силами, перпендикулярными его продольной оси и действующими в одной из плоскостей, проходящих через ту или иную из главных осей инерции его поперечного сечения. Будем предполагать также, что размеры этого поперечного сечения в сравнении с его длиной малы и что мы вправе поэтому при исследовании деформаций, обусловленных нормальными напряжениями, пренебрегать деформациями, вызванными касательными напряжениями. Наконец, мы исключаем из нашего рассмотрения профили, составленные, хотя бы и частично, из тонкостенных элементов, а также профили несимметричной формы (как, например, уголки или швеллера), поскольку в подобных случаях изгиб может осложняться кручением. [c.402]

Главный недостаток динамометра-балки — взаимовлияние составляющих и Р , устранить которое полностью не удается при любом расположении датчиков. Вызывается оно тем, что балка под действием силы , резания находится в несимметричном сложном напряженном состоянии. Если точка приложения силы лежит на оси балки, то балка претерпевает косой изгиб совместно с осевым сжатием, иначе появляются еще деформации кручения. Задача устранения взаимовлияний компонентов измеряемой силы значительно упрощается, если балку прямоугольного сечения заменить круглой, для которой поперечная жесткость одинакова во всех направлениях. [c.56]

При чистом изгибе касательные напряжения в поперечных и продольных сечениях балки отсутствуют, следовательно, нормальные напряжения в этих площадках являются главными. Одно из них — а.2 (вертикальное) равно нулю. Следовательно, разность главных напряжений а,—ад в данном случае представится одним напряжением а,, параллельным оси балки, определяемым по известной формуле [c.143]

Однако в практических расчетах на прочность часто приходится иметь дело с такой ситуацией, когда положение одной из трех главных площадок известно заранее. Возьмем, к примеру, стержень прямоугольного поперечного сечения, работающий в условиях изгиба (рис. 2.8). При значительной высоте сечения стержня его называют балкой-стенкой. Ясно, что в любой точке, взятой на боковой поверхности такой балки, можно сразу же указать положение одной главной площадки и значение одного главного напряжения. Такая площадка лежит в плоскости боковой поверхности. В принятой системе координат боковая поверхность балки параллельна плоскости хОг. [c.43]

Расчет главных балок на прочность и выносливость сводится к проверке нормальных напряжений изгиба Отах> определяемых в виде отношений изгибающих моментов в опасном сечении балки к соответствующим моментам сопротивления сечения. При этом предполагается, что при изгибе балки поперечные сечения остаются плоскими, вследствие чего нормальные напряжения в поясах принимаются распределяющимися по ширине поясов равномерно, а нормальные напряжения в стенках — распределяющимися по линейному закону. [c.248]

Б 1909—1910 гг. Бах испытал на совместное действие изгиба и кручения швеллерную балку № 30 длиной 3 м, нагружая ее двумя сосредоточенными силами в третях пролета, причем как нагрузка, так и опорные реакции проходили параллельно стенке — в одном случае через центр самой стенки, а в другом— через центр тяжести всего сечения. Результаты испытаний показали весьма неравномерное распределение напряжений в полках, в то время как по обычному способу расчета они на одинаковом расстоянии от нейтральной плоскости получаются одинаковыми.. Неравномерность распределения напряжений при нагрузке в главной вертикальной плоскости оказалась большей, чем при нагрузке балки в средней плоскости стенки в крайней части сжатой полки в первом случае появились растягивающие напряжения. На основании этих опытов Бах сделал не совсем правильные выводы. Неравномерность распределения напряжений в швеллере он объяснил несимметричностью. сечения. [c.4]

Получение изоклин. Для балки при изгибе, рассмотренной в упражнении 3.2, получить изоклины в указанном поперечном сечении и сравнить направления главных напряжений,, долученные с помощью изоклин, с направлениями, которые дают [c.94]

При анализе данных усталостных испытаний балок с ребрами жесткости необходимо учитывать несколько обстоятельств. Одним из наиболее важных обстоятельств является раоположение места разрушения и тот факт, что усталостные разрушения обычно происходят у ребер жесткости, не находящихся в зоне максимального изгибающего момента. Действительно, щ тех случаях, когда ребра жесткости не приварены к растянутому поясу балки, разрушение происходит у ребра жесткости, расположенного там, где напряжение изгиба бывает значительно ниже максимального значения. Наиболее правильно анализировать данные усталостных испытаний на основании значения наибольшего растягивающего главного напряжения в точке разрушения, определенного с учетом напряжений сдвига. [c.254]

Рассмотрим балку постоянного по длине поперечного сечения, главные центральные оси поперечного сечения которой совпадают с осями Ох и Оу. При этом плоскости Oxz и Oyz являются главными плоскостями. Как отмечалось ранее, нзгибная деформация балки, при которой изогнутая ось остается в одной из главных плоскостей, называется прямым изгибом. Рассмотрим прямой изгиб в плоскости Оуг. При этом закон распределения нормальных напряжений определяется формулой (11.10) [c.245]

Определение нагрузки на балку. Даны картина полос и траектории главных напряжений (изостаты) для балки при поперечном изгибе (фиг. 3.22) и значения Tq = 9,0 кг см на 1 полосу t = 0,6 см Xxy = [ < i — сг2)/2] (sin 20). Требуется вычислить Хху И построить график изменения этого напряжения в сече- [c.93]

Для вычисления нормальных напряжений при изгибе мы до сих пор пользовались формулой a=MzUy. Однако нормальные напряжения в каком-либо сечении балки полностью определяются по этой формуле только в случае плоского изгиба ), когда искривление оси балки происходит в плоскости действия сил и нейтральной осью является главная ось инерции поперечного сечения, перпендикулярная к плоскости нагрузки. [c.355]

При Ь = со получим напряжение, соответствующее изгибу балки-полоски с заделанными концами под действием равномерной нагрузки. При помощи формул (198) и (205) мы можем вычислить значения 71 2 и Н для любой точки пластинки и определить соответствуюшде им значения Хх, Уу и Ху. По этим величинам легко находятся в любой точке значения главных напряжений. [c.392]

Задача, которая решается при анализе нарряженного состояния, уже сформулирована нами (см, начало 31). Для решения этой задачи вспомним, что при изгибе в поперечном сечении балки возникают нормальные напряжения, вызванные изгибающим моментом, и касательные напряжения, вызванные поперечной силой. Появление в сечении напряжений обоих видов показывает, что поперечное сечение не совпадает с главной площадкой, и, следовательно, нормальное напряжение в поперечном сечении, определяемое формулой (109), не есть максимальное напряжение в данной точке в главной площадке, проведенной через ту же точку, оно имеет большую величину. [c.171]

Для сечений типа двутавра при изгибе поперечными силами мы также будем иметь наличие горизонтальных касательных напряжений в поясах (фиг. 248). Однако благодаря симметрии сечения эти напряжения взаимно уравновешиваются в пределах каждой полки, и центр изгиба совпадает с центром тяжести сечения. Совпадение центра изгиба с центром тяжести сечения имеет место, если сечение имеет две оси симметрии или центр антисимметрии (зетобразная форма) в этом случае скручивание при действии нагрузки в плоскости, проходящей через ось стержня, исключено. Кроме того, из формул (15.18) и (15.19) следует, что скручивание балок при нагрузке их в главной плоскости, не являющейся плоскостью симметрии, связано с наличием в сечениях поперечной силы. Впрочем, для тонкостенных стержней несимметричного профиля (см. главу XXX) скручивание балк может возникнуть и при отсутствии поперечных сил. [c.323]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...