Кручение стержней и труб

Методы кручения стержней на практике применяются только для определения модулей сдвига (в плоскости и межслойного), изгиб стержней — для определения модуля и прочности при межслойном сдвиге. Методы растяжения полосы используются для определения модуля сдвига в плоскости укладки арматуры. Более подробный разбор перечисленных методов дан в последующих разделах, пр1 -чем главное внимание уделено способу реализации заданного напряженного состояния. Кручение стержней и труб рассматривается в разделе 4.4. [c.121]

КРУЧЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ И ТРУБ [c.152]

Справедливость этих неравенств проверялась экспериментально и численными расчетами на ряде простейших элементов конструкций изгиб балок, кручение стержней, расчет трубы под внутренним давлением. Ниже приводятся некоторые из этих результатов. [c.736]

Из формул (16.23), (16.24), (16.26) и (16.28) следует, что при кручении стержней илн труб, имеющих геометрически подобные сечения, коэффициент удельной прочности равен Тк р/р, а при кручении труб, имеющих постоянный внешний диаметр сечений, — [c.339]

Это условие означает, что нормаль к контуру в данной точке направлена так же, как радиус-вектор точки, значит — контур представляет собою окружность. Итак, формулы (9.6.1) дают только решение задачи о кручении стержня, сечение которого ограничено концентрическими окружностями, значит либо сплошного круглого стержня, либо трубы. Вектор касательного напряжения, компоненты которого даются формулами (9.6.1), направлен перпендикулярно радиусу-вектору и величина его [c.291]

В случае кручения стержня сплошного круглого сечения или в форме толстостенной трубы предположение о равномерном распределении напряжений по радиусу, использованное в предыдущем параграфе, неприменимо. Для установления распределения напряжений при заданном внешнем крутящем моменте используем гипотезу плоских сечений и предположение, что радиальные волокна остаются при деформации радиальными. При этом каждое поперечное сечение поворачивается около оси стержня как целое, так что касательных напряжений между соосными цилиндрами, на которые можно мысленно разрезать рассматриваемый стержень, не возникает. Поэтому можно утверждать [c.111]

В соединениях, показанных на рис 7.6, т -х, при растяжении, сжатии или кручении действуют только сдвиговые напряжения. Длина перекрытия в круглых соединениях должна быть меньше, чем в плоских. Как может повлиять профилирование соединяемых участков в телескопическом клеевом соединении алюминиевого стержня и карданной трубы из ПКМ, видно из данных на рис. 7.13 [92]. Оформление [c.522]

Чистый сдвиг может быть получен при разных способах нагружения при кручении цилиндрического стержня в тонкостенной трубе при определенном сочетании внутреннего давления и осевой силы при наличии перерезывающей силы в нейтральных волокнах изгибаемого стержня и т. д. [c.93]

Существует несколько аналогий между задачами о кручении призматических стержней и задачами гидродинамики о движении жидкости в цилиндрических трубах. [c.254]

Томсон и Тэт указали, что если идеальная несжимаемая жидкость заключена в цилиндрическую трубу, вращающуюся вокруг своей оси г с постоянной угловой скоростью со, то функция тока Ф (х, у) для движения такой жидкости относительно осей х и у, жестко связанных с трубой (вместе с ней вращающихся), является гармонической функцией и удовлетворяет на стенках трубы такому же граничному условию, какое имеет место для гармонической функции т] (дс, у), сопряженной с функцией кручения ф (х, у) для призматического стержня такого же сечения, что и труба. [c.254]

Тонкостенные стержни с замкнутыми или трубчатыми профилями делят на два основных класса на стержни с двухсвязными профилями (рис. 11) и на стержни с многосвязными профилями (рис. 12). Рассмотрим сначала кручение стержней с двухсвязны.ми профилями (рис. 11). Такие стержни обычно называют трубчатыми или просто трубами. [c.276]

Средняя скорость ламинарного течения жидкости по трубе прямоугольного сечения может быть определена также и по другим формулам, например, по формуле, выведенной Сен-Венаном по-гидродинамической аналогии с кручением стержней прямоугольного сечения [c.629]

Для тонких образцов из тканых материалов в тех случаях, когда не используются пробки, возможно взаимное проскальзывание слоев, и измерения на поверхности могут привести к ошибкам. Часто применяется простой прием, когда трубы по концам мерной базы просверливаются по диаметру. В отверстие вставляются металлические стержни и при кручении измеряется линейное перемещение их концов. Для предотвращения проскальзывания слоев можно применять наконечник образца, описанный в работе [ИЗ] (рис. 4.4.9). [c.163]

Изложенная в главе ХИ теория устойчивости прямолинейной формы равновесия сжатых монолитных стержней основывается на предположении, что образование криволинейных форм равновесия таких стержней возможно только путем их изгиба (эйлерова форма потери устойчивости). Это предположение оправдывается как для монолитных, так и для тонкостенных стержней закрытого профиля, например тонкостенной трубы. Наряду с этим экспериментальное исследование потери устойчивости тонкостенных сжатых стержней открытого профиля показывает, что образование криволинейных форм равновесия происходит в этом случае, вообще говоря, путем одновременного изгиба и кручения стержня. [c.939]

Рассмотренные в предшествующих главах задачи, относящиеся к растяжению — сжатию, изгибу и кручению стержней или напряженному состоянию в трубах, дисках и резервуарах, не давали примеров такого рода напряженных состояний, когда все три главные напряжения положительны, поэтому для материалов типа стали условие прочности сводилось к условию пластичности. Однако можно указать случаи, когда состояния типа всестороннего растяжения реализуются на самом деле. Сложное напряженное состояние, возникающее в местах концентрации напряжений в растянутом стержне, например, носит характер всестороннего растяжения, и элементарное рассмотрение 31 далеко не всегда оказывается достаточным для суждения о прочности. Если концентрация вызвана острой и глубокой выточкой так, что коэффициент концентрации ( 31) велик, то может оказаться, что материал вовсе не перейдет в пластическое состояние, а уже в упругой области образуется трещина разрушения. В других случаях могут возникнуть пластические зоны и даже все сеченне перейдет в пластическое состояние, но распределение напряжений и пластических деформаций останется резко неравномерным в тех местах, где комбинация напряжений окажется наиболее неблагоприятной, может появиться трещина. [c.401]

В учебном пособии изложены основные положения курса теории упругости и элементы теории пластичности, приведены примеры решения плоской задачи в прямоугольных и полярных координатах, дан расчет толстостенных труб при внешнем и внутреннем давлении и при насадке, расчет вращающихся дисков, тонких прямоугольных и круглых плит, цилиндрических оболочек, стержней при кручении. Приведены задачи термоупругости и пластичности. [c.2]

Справочное пособие содержит основные сведения по сопротивлению материалов с элементами строительной механики, теории упругости и пластичности. Приводятся данные для расчета стержней на растяжение-сжатие, сдвиг, кручение, для расчета статически определимых и статически неопределимых балок и рам на прочность и жесткость. Рассматривается работа стержней в условиях сложного сопротивления, кривых брусьев, толстостенных труб, тонкостенных стержней, резервуаров, пластинок и оболочек. [c.2]

Методику стержня Гопкинсона можно использовать в испытаниях на растяжение. В одном из вариантов установки (рис. 11.6.1, 6) труба передает импульс сжатия сплошному стержню, помещенному внутрь этой трубки. Тр а и стержень соединены механически. Когда импульс сжатия доходит до свободного конца трубы, где находится соединение, он отражается по внутреннему сплошному стержню в виде импульса растяжения. Модификации стержня Гопкинсона позволяют проводить испытания на сдвиг, кручение и др. [20]. При этом достигаются скорости деформации до 10 с 1 и выше. [c.305]

В связи с расчетом тонкостенных стержней необходимо также упомянуть инженерную теорию стесненного кручения труб некругового поперечного сечения, разработанную А. А. Уманским [193]. Что касается длинных оболочек, то для них, как будет показано ниже, можно получить уравнения еще более простые, чем (3.1) и (3.2) [c.160]

ПРОСТЫЕ ТИПЫ НАПРЯЖЕННЫХ СОСТОЯНИЙ ТОНКОСТЕННЫЕ КРУГЛЫЕ ТРУБЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ, КРУЧЕНИЕ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ И КРУГЛЫХ ВАЛОВ, ЧИСТЫЙ ИЗГИБ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ [c.192]

II допустив, что поперечные сечения остаются плоскими, а радиусы этих поперечных сечений сохраняют прямолинейность, он выводит формулу для угла закручивания, совпадающую с формулой Кулона. Те же допущения он принимает и при вычислении угла закручивания круглых труб. Здесь он опять обращает внимание на преимущество использования трубчатых сечений. Рассматривая кручение прямоугольных стержней, Дюло подчеркивает, что допущения, принятые им для круглых стержней, здесь уже не приложимы. В то время было принято считать, что напряжения кручения пропорциональны расстояниям от оси стержня, но опыты Дюло показали что это не так ). Мы увидим в дальнейшем, что Коши улучшил эту теорию и что строго эта задача была решена, наконец, Сен-Венаном. [c.103]

В то же время происходил обмен идей и методов между указанными основными дисциплинами — теорией упругости и гидродинамикой. Ж. Буссинеск и Кельвин установили аналогию между задачами о кручении стержней и задачами о движении жидкости в трубах. В своем блестящем выстзшлении [c.277]

В первом разделе рассмотрены эпюры внутренних силовых факторов и растяжение-сжатие пряиолинейного стержня, во -втором - теория напряженного состояния, включая гипотезы прочности, кручение круглых ваюв. геометрические характеристики поперечных сечений в третьем - плоский прямой изгиб в четвертом -статически неопределимые системы и сложное сопротивление в пятом - устойчивость деформируемых систем, динамическое нагру-Ж ение, тонкостенные сосуды в шестом - плоские кривые стержни, толстостенные трубы и переменные напряжения. [c.39]

Сравнивая (7.25) и (7.36) и граничные условия (7.26) и (7.37), видим, что математические задачи об определении функции напряжений при кручении цилиндрического стержня и скорости течения ламинарного установившегося движения вязкой несжимаемой жидкости в бесконечно длинной трубе, поперечное сечение которой одинаково с поперечным сечением стержня, под действием постоянного перепада давлений dpldz совпадают, когда [c.372]

Рис. 14,4. Примеры нестесненной деформации тонкостенных стержней а) свободное кручение тонкостенного стержня открытого профиля (труба с продольным разрезом) 6) деформация двутавра бимоментами, действующими на торцы в) тонкостенный двутавр, загруженный сосредоточенными внецентренно приложенными растягивающими силами, И четыре доли, на которые разбиваются эта нагрузка (первая доля вызывает растяжение, рторая — изгибное кручение третья и четвертая — изгибы в главных плоскостях инерции) е) воздействие бимоментов, приложенных к торцам на двутавровый стержень

Изучая наше решение, мы видим, что оно предполагает специальное распределение касательных напряжений на торцевых сечениях стержня или трубы. В практике, когда круглый стержень (как например, вал винта парохода) передает крутящий момент от одного конца другому или когда образец подвергается испытанию на кручение, с целью опрз-деления С, нагрузка прикладывается не в виде касательного напряжения на торцах, а каким-нибудь иным способом на частях цилиндрических поверхностей, близких к концам. Но несмотря на то, что наше решение не отражает действительного состояния в областях, непосредственно примыкающих к нагруженным концам, мы, как и раньше (на основании принципа Сен-Венана), можем утверждать, что оно будет приближаться к действительному состоянию в центральной части вала или образца, если их цилиндрическая поверхность вдали от концов свободна от нагрузки. [c.203]

Поставленная задача с мателгатической стороны совершенно апа- тогична известной задаче теории упругости о кручении призматического стержня и легко решается для простейших контуров сечения трубы. [c.489]

Приближенное решение для ламинарного течения в призматических трубах произвольного сечения с достаточной для практических расчетов точностью можно получить на основании рассматриваемой в теории упругости так называемой гидродинамической аналогии при кручении. Эта аналогия впервые была установлена Буссинеском, показавшим, что дифференциальные уравнения, а также условия на контуре, служащие для определения функции напряжений ф при кручении призматических стержней, и уравнения для определения скоростей различных слоев вязкой жидкости при ее движении по трубе того же поперечного сечения, что и скручиваемый стержень, тождественны. [c.140]

Сравнительно универсальным, т. е. позволяющим оценить ироч-ность и жесткость, является метод кручения тонкостенных трубчатых образцов. Применение этого метода, однако, несколько ограничено болыним расходом исследуемого материала и потребностью в специальном оборудовании для изготовления и испытания образцов. Кроме того, при кручении тонкостенных труб определяются только сдвиговые характеристики в плоскости укладки арматуры лри оценке прочности из-за опасности потери устойчивости необходима особая тщательность. Вследствие того, что трубчатые образцы изготавливаются только намоткой, этот метод не позволяет оценить сдвиговые характеристики плоских изделий, изготовленных методом прессования и контактного формования. Для исследования этих изделий используются пластины, стержни и бруски. [c.120]

При кручении сплоншых стержней с разной формой поперечного сечения и труб можно определить сдвиговую жесткость и прочность. Измерения прочностных характеристик материалов, армированных волокнами, в опытах на кручение сплошных стержней не проводятся, так как расчетные зависимости для стержней из анизотропных материалов сложны, разрушение материалов может произойти в нелинейной области диаграммы кручения — ф, [c.152]

Вторая аналогия между задачей об упруго-пластическом кручении цилиндрических стержней и задачей о течении нелинейно — вязкой жидкости в цилиндрических трубах была указана Е. Верлеем [168]. [c.144]

Упруго-пластическое кручение стержня круглого сечения. Для тонкостенной трубки достижение касательным напряжением величины предела текучести для касательных напряжений означает переход всего материала в пластическое состояние и появление больших деформаций. Таким образом, расчет по допускаемым напряжениям такой трубки является одновременно расчетом по допускаемым нагрузкам. Для сплошного круглого стержня или толстостенной трубы появление пластичности в точках, близких к наружному контуру, еще не связано с заметными пластическими деформациями, так как большая часть материала еще улруга. За момент разрушения следует считать момент перехода всего материала в состояние пластичности. [c.188]

Гипотеза жесткого контура. Гипотеза о сохранении плоских сечений, принятая за основу теории кручения круглого стержня, неприменима для других сечений. Действительно, если применить выведенные на основе ее формулы (87.4) и (87.5) к стержню, сечение которого отлично от круглого, мы придем к явно неверным выводам. При равной площади круг имеет меньший полярный момент инерции, чем, например, вытянутый прямоугольник, и поэтому в силу формулы (87.4) стержень пря )ругольного сечения- должен быть более жестким. Повседневный опыт показывает как раз обратное. Сплошная труба и труба, разрезанная вдоль образующей, обладают одинаковыми моментами инерции, и в то же время разрезанная труба имеет гораздо меньшую жесткость. Из гипотезы плоских сечений следует, что вектор касательного напряжения всюду перпендикулярен радиусу, а это противоречит следующей общей теореме [c.190]

Метод, изложенный выше для неравномерного кручения стержней открытого профиля, можно также применить в случае трубчатых стержней полигонального поперечного сечения ), и мы опять найдей, что полный крутящий момент состоит из двух частей 1) части, обусловленной чистым кручением, как было показано в п. 48, и 2) части, обусловленной изгибом плоских граней трубы. Логично ожидать, что [c.220]

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]

Наиболее распространенным методом измерения крутящих моментов является метод, основанный на использовании торсионов (рис. 17, д, е). Метод был впервые применен Ф. Н. Шведовым и сохраняет Б полной мере свое значение до настоящего времени. Этот метод основан на определении деформации кручения торсионов (проволок, стержней, труб и пружин), связанных с одной из измерительных поверхностей в ротационных приборах. Во всех случаях деформация торсиона должна быть меньше деформации, соответствующей пределу пропорциональности материала, из которого он изготовлен. При измерении и регистрации крутящих моментов в широких пределах их изменения обычно бывает необходимо использовать набор торсионов. [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...