Растяжение тонкостенных стержней

Пример 120. Рассмотрим ещё случай внецентренного растяжения тонкостенного стержня корытного профиля, изображённого на фиг. 508. Размеры сечения (по средним линиям контура) i = 30 мм ft = 0 мм 8=1 мм. Растягивающая сила приложена по краю полки и равна Я =150 кг. [c.579]

Задачи об изгибе и растяжении тонкостенных стержней с закрытым профилем в рамках рассматриваемой теории в соответствии с основными кинематическими гипотезами приводят к результатам, совпадающим с формулами теории сопротивления материалов. Поэтому мы ограничимся ниже только задачей о стесненном кручении . [c.108]

Тонкостенный стержень как расчетная схема сохраняет в себе основные свойства обыкновенного бруса, и выведенные ранее формулы, связанные с растяжением, изгибом и кручением бруса, остаются в основном справедливыми и для тонкостенных стержней. Так, в частности, в гл. 11 было рассмотрено кручение бруса с открытым и замкнутым тонким профилем. Полученные формулы прямо относятся к тонкостенным стержням и дают значения основных напряжений при кручении. Точно так же применима к тонкостенным стержням и выведенная ранее формула для определения нормальных напряжений при [c.325]

В качестве примера на рис. 369 показано растяжение тонкостенного и сплошного стержня силой Р, передаваемой через жесткую скобу. Штриховкой отмечена зона неравномерного распределения напряжений по сечению растянутого стержня. Для стержня сплошного сечения эта зона охватывает только малую часть его длины. Для тонкостенного же стержня в подобных случаях размеры этой зоны неизмеримо больше. Практически может получиться так, что напряжения будут распределены неравномерно во всех сечениях стержня. Говоря иными словами, в тонкостенном стержне глубина проникновения краевых особенностей вдоль оси существенно больше, чем в сплошном стержне. [c.325]

Чем меньше толщина 8, тем дальше распространяется действие бимомента. В этом заключается одно из отличий тонкостенных стержней от стержней сплошного поперечного сечения, о чем и было сказано в 70. Из рассмотренного примера видно, что при внецентренном растяжении и сжатии тонкостенных стержней следует учитывать не только нормальную силу и изгибающие моменты в сечениях, но необходимо определить также и величину бимомента. Например, для стержня двутаврового сечения, нагруженного нецентрально приложенной силой Я (рис. а), имеем [c.352]

Уравнения (4.31) являются наиболее общими уравнениями устойчивости тонкостенного стержня, так как учитывают работу стержня iB условиях сложного сопротивления при поперечном изгибе с растяжением (сжатием). [c.145]

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]

Расчет тонкостенного стержня на растяжение (сжатие), изгиб и свободное кручение делается по правилам, изложенным в гл. II, причем нормальные напряжения зависят только от усилии N, М а касательные только от Q , [c.174]

Тонкостенные стержни на растяжение (сжатие), изгиб и свободное кручение рассчитываются по правилам, изложенным в гл. П, причем нормальные напряжения зависят только от усилий N, Л ., М , [c.137]

S.9.5. РАСТЯЖЕНИЕ, СЖАТИЕ, ИЗГИБ И КРУЧЕНИЕ ТОНКОСТЕННЫХ СТЕРЖНЕЙ С ЗАМКНУТЫМ КОНТУРОМ СЕЧЕНИЯ [c.72]

РАСТЯЖЕНИЕ. СЖАТИЕ, ИЗГИБ И КРУЧЕНИЕ ТОНКОСТЕННЫХ СТЕРЖНЕЙ [c.73]

Гибку труб и тонкостенных стержней на относительно небольшую кривизну, мало отличающуюся от упругого изменения кривизны при раз- грузке, обычно выполняют на машинах и устройствах с приложением продольного растяжения. Гибку с растяжением широко применяют в транспортном машиностроении для получения деталей типа шпангоута. [c.110]

Величины допускаемых напряжений при растяжении [о]р и при кручении тонкостенных стержней для сталей определяются по формулам (1.8). [c.16]

Очевидно, что при депланации сечений одни волокна будут удлиняться, другие укорачиваться, а значит, будут и нейтральные волокна, не подвергающиеся ни растяжению, ни сжатию. Следовательно, в сечении будут точки, в которых нормальные напряжения обратятся в нуль, так называемые нулевые точки сечения. Так как при изгибе и кручении тонкостенных стержней сечения не остаются плоскими, то нулевые точки обычно не лежат на одной прямой, нейтральные волокна не группируются в нейтральный слой. Отыскание нулевых точек сечения, как мы увидим ниже, имеет существенное значение для определения секториальных нормальных на-пряжений [c.535]

Ваина сварочная 168 Верещагина способ 417, 425, 426, 437, 446, 566 Вес собственный 18 --учёт при растяжении, сжатии 102 Взаимность перемещений 414 —работ 413 Вибрации, см. Колебания Виток пружины 206 Власова теория устойчивости тонкостенных стержней 528 [c.847]

Для тонкостенных стержней в основном остаются справедливыми формулы при растяжении, кручении, изгибе, ранее используемые для стержней сплошного сечения. Но, как правило, в тонкостенных стержнях поперечные сечения не остаются плоскими, происходит депланация сечений. Особенно заметная депланация происходит в стержнях с открытым профилем. Если по условиям закрепления или нагружения стержня возникают препятствия депланациям сечений, то при кручении таких стержней, которое обычно называют стесненным или неравномерным, появляются существенные нормальные напряжения, а при изгибе—дополнительные касательные напряжения, которые необходимо учитывать при расчетах на прочность. [c.235]

Определение напряжений и перемещений в тонкостенном стержне замкнутого профиля при растяжении, изгибе и кручении [c.298]

Для длинных цилиндрических оболочек, как указывалось в предыдущем параграфе, характерным является возможность пренебречь изгибающим и крутящим Н моментами и поперечной силой в поперечных сечениях оболочки. Положив указанные усилия равными нулю, получим модель оболочки, предложенную В. В. Власовым. Эта модель представляет собой тонкостенную пространственную систему, состоящую по длине вдоль образующей из бесконечного множества поперечных элементарных изгибаемых полосок. Каждая из таких полосок уподобляется плоскому кривому стержню, работающему в каждом своем сечении не только на растяжение или сжатие, но также и на поперечный изгиб и сдвиг. Взаимодействие двух смежных поперечных полосок в оболочке выражается в передаче с одной полоски на другую одних только нормальных и сдвигающих усилий. Эта модель изображена на рис. 90. Продольные нормальные и сдвигающие усилия, возни- [c.232]

Для исследования деформации стержня в условиях упругопластического кручения необходимо располагать диаграммой сдвига материала, т.е. зависимостью угла сдвига у от напряжения г (рис. 11.26). Будем считать, что такая диаграмма у нас имеется. Она может быть получена путем испытания на кручение тонкостенных трубок. В дальнейшем мы покажем, что эта диаграмма может быть определена путем перестройки обычной диаграммы растяжения <т = /(f)- [c.453]

Ов и относительное укорочение h. Скорость испытаний на сжатие устанавливают в тех же пределах, что и при испытаниях на растяжение. При сжатии предельной силой проводят испытания иа устойчивость тонкостенных элементов — стоек, профилей, труб и т. п. Испытания проводят при однократном и длительном сжатии до разрушения (потери устойчивости) пли до достижения определенной степени деформации. В момент выпучивания стержня, когда прогиб растет без заметного увеличения нагрузки, определяют критическое напряжение потери устойчивости стержня Onp=Pnp/f, где Рцр — критическая сила F — площадь поперечного сечения стержня. [c.10]

При оценке результатов опытов по исследованию предельного сопротивления пластичных материалов необходимо иметь в виду, что предел несущей способности образцов в виде растянутых стержней и тонкостенных трубок, подвергающихся в различных сочетаниях действию осевой растягивающей силы, крутящего момента, внутреннего, а иногда и внешнего давления, исчерпывается во многих случаях не в связи с собственно разрушением, т. е. трещинообразованием, а в связи с возникновением неустойчивости равномерного деформирования. Потеря устойчивости приводит к локализации пластических деформаций в виде шейки, наблюдаемой в обычных опытах на растяжение образцов пластичных материалов, или в виде местного вздутия в стенке трубки. Местные пластические деформации развиваются некоторое время без разрушений при снижающихся нагрузках, как это видно, например, из диаграммы растяжения образца в разрывной машине с ограниченной скоростью смещения захватов, а уже затем в зоне наиболее интенсивных деформаций возникает трещина. [c.12]

Приведенные данные относятся к деталям, работающим на растяжение или сжатие, где обеспечивается условие полной равно-прочности и механические свойства материала используются полностью. Такими деталями могут быть стержни, оболочки емкостей давления и т. п. Эти данные могут быть использованы также при рассмотрении деталей, элементы которых работают в условиях, близких к равномерному растяжению (распорные шпангоуты емкостей, равнопрочные балки с двутавровым или швеллерным тонкостенным сечением). Однако для многих сложных деталей сравнение материалов по показателям коэффициентов /Со мат будет весьма ориентировочным. Поэтому значения рис. 10 можно рассматривать как теоретические для идеальной равнопрочной детали. Кроме того, реальное совершенство конструкций отличается от идеального из-за наличия различных конструктивных надстроек, а также ограничений технологического характера (трудность выполнения стенок небольшой толщины, невозможность удаления материала в недоступных для обработки местах и т. п.). [c.22]

В качестве примера рассмотрим внецентренное растяжение тонкостенного стержня силой Р, приложенной к верхнему концу стержня в точке, имеющей сек-ториальную координату озр (рис. 14.17). Нижний конец стержня заделан. [c.309]

О) равна нулю, то и изгибно-крутящий бимомент В также обратится в нуль. Только в этом частнбм случае внецентренного приложения растягивающей силы Р (при шpz=0), гипотеза плоских сечений будет справедливой сила вызовет лишь растяжение и чистый косой изгиб стержня, не сопровождающийся его закручиванием. В прочих случаях (при Шр ф 0) внецентренное растяжение тонкостенного стержня открытого профиля будет сопровождаться его закручиванием. [c.571]

Формула (4.8) определяет продольные перемещения Uz и выражает закон секториальных площадей Продольные перемещения по сечению z= onst тонкостенного стержня цилиндрической формы открытого профиля при отсутствии деформаций изгиба и растяжения контура поперечного сечения и деформаций сдвига средней поверхности складываются из перемещений, зависящих линейно от декартовых координат точки на линии контура (закон плоских сечений), и перемещений, пропорциональных секториальной площади (депланация) [42]. [c.137]

Деформации. Специфичность деформации, которая называется стесненным кручением, можно проиллюстрировать на примере тонкостенного стержня двутаврового сечения, один конец которого заделан, а второй нагружен четырьмя равными силами, как показано на рис. 14.14, а. Равнодействующая этих сил и суммы моментоЕ относительно трех осей Ох, Оу и Oz равны нулю. Характеристикой такой системы сил является бимомент Вой который введен ниже. Происхождение этого момента связано с тем, что он характеризует действие на деформируемое тело двух равных и противоположно направленных моментов (пар сил), приложенных к разным участкам тела. В рассматриваемом случае это, например, пары сил Fb) и F , Fq)- Под такой нагрузкой стержень деформируется, закручиваясь вокруг оси Ог, так, что сечение AB D повернется на угол ср по ходу часовой стрелки, если смотреть с положительного конца оси Oz. Действительно, по направлениям i , ВуВ происходит сжатие (сокращение волокон), тогда как по направлениям Л [Л и DjD — растяжение (удлинение волокон). Но свободному деформированию продольных волокон полок препятствует стенка, которая не дает возможности увеличиваться расстоянию между средними точками полок. Это приводит к закручиванию, как показано на рис. 14.14, б. При этом форма поперечного сечения в проекции иа нормальную к оси стержня плоскость не изменяется, чему помимо отмеченного выше действия стенки способствует и то, что полни, будучи жестко соединенными со стенкой, сохраняют свою к ней перпендикулярность. На рис. 14.14, в показан вид сверху. Деформации удлинения и укорочения продольных волокон полок и стенки приводят к появлению в поперечных сечениях стержней [c.324]

Разработанные установки позволяют проводить исследования как в условиях однородного напряженного состояния (растяжение — сжатие, кручение тонкостенных стержней) [4—6], так и в условиях неоднородного напряженного состояния (изгиб, кручение) [6—8]. В случае испытаний в условиях неоднородного напряженного состояния рассчитывались действительные значения максимальных напряжений, которые имели место в поверхностных слоях неупруго деформируемых образцов и соответствуювще им действительные значения неупругих деформаций и рассеянных энергий [1, 6]. [c.4]

Попятно, что уже при выборе расчетной схемы мы ориентируемся на возможности существующих теорий. Так, если имеем оболочку, работающую в основном на растяжение или сжатие, то обращаемся к безмоментной теории. Если имеем систему, состоящую из тонкостенных стержней, то и для этого случая имеется достаточно теоретических разработок. Бывает и так, что сущность задачи требует выбора расчетной схемы, для которой теоргя еще не создана, а применение существующих схем ничем не оправдывается. И нельзя сказать, чтобы это было редко. Понятно, что в таких случаях приходится искать новые решения, па первых порах — упрощенные. [c.32]

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

Допускаемую величину касательного напряжения при чистом сдвиге можно было бы определить таким же путем, как и при линейном растяжении и сжатии, т. е. экспериментально установить величину опасного напряжения (при текучести или при разрушении материала) и, разделив последнее на тот или иной коэффициент запаса прочности, найти допускаемое значение касательного напряжения. Однако этому на практике мешают некоторые обстоятельства. Деформацию чистого сдвига в лабораторных условиях создать очень трудно — работа болтов и заклепочных соединений осложняется наличием нормальных напряжений при кручении сплошных стержней круглого или иных сечений напряженное состояние неоднородно в объеме всего стержня, к тому же при пластической деформации, предшествующей разрушению, про 1сходнт перераспределение напряжений, что затрудняет определение величины опасного напряжения при испытаниях на кручение тонкостенных стержней легко может произойти потеря устойчивости стенки стержня. В связи с этим допускаемые напряжения при чистом сдвиге и кручении назначаются на основании той или иной теории прочности в зависимости от величины устанавливаемых более надежно допускаемых напряжений на растяжение. [c.145]

Авторы излагают теорию напряженно-деформированного состояния, я ыБают отдельное и суммарное действия изгиба, кручения и растяжения упругих стержней. Они рассматривают статическое приложение сил и действие ударного нагружения, освещают вопросы изгиба стержней несимметричного поперечного сечения, в частности определения напряжений в тонкостенных несимметричных профилях. Особое внимание уделяется теории изгиба стержней при неупругих деформациях. Целая глава отводится расчету статически [c.6]

Расчет тонкостенного стержня на растяжение (сжатие), изгиб и свободное кручение делается по правилам, изложенным в гл. 11, причем нормальные напряжения зависят только от усилий Ы, Мх, Му, а касательные только от (3 , Qy, Уточненный расчет тонкостенных брусьев с депланирующим профилем требует учета стесненности кручения и дополнительных нормальных и касательных напряжений стесненного кручения. При этом крутящий момент свободного кручения соответствующим образом уменьшается. [c.174]

Элемент тонкостенного стержня с неоднородными граничными условиями. Тонкостенный стержень находится в условиях изгиба от силы, проходящей через центр изгиба, только в том случае, если нормальные напряжения на концах этого стержня равны нулю или распределены по сечению в соответствии с гипотезой плоских сечений, т. е. при однородных граничных условиях. Так как при неоднородных граничных условиях депланация сечения отличается от эпюры главных секториальных координат (см. рис. 1,з), то нарушается свойство ортогональности перемещений, связанных с кручением, изгибом и растяжением элемента. На перемещениях, связанных с депланацией сечения, совершают раОРту элементарные силы dN=odF, соответствующие напряжениям изгиба и растяжения. Это приводит к тому, что консольный стержень с неоднородными граничными условиями (рис. 6, а) не только изгибается, но и закручивается от силы, проходящей через центр изгиба. Стержень нижней полкой соединен с жестким основанием или стенкой и нижней полкой соединен с заделкой, а верхняя полка свободна. Моделировать такое соединение можно узловой точкой С (рис. 6,6), накладывающей шесть связей. При этом закрепленное сечение свободно деплани-рует с полюсом в этой точке. При любой нагрузке, действующей на стержень, реакции шести связей определяются из уравнений статики. От силы Р в закрепленном сечении возникают реакции связей (рис. 6, б). Одна из этих реакций Му = Р1 приводится к бимоменту Bp=Myh/2 = 0,5 Plh (рис. 6, а), который закручивает стержень. Вообще, бимоменты в стержнях с неоднородными граничными условиями возникают от всех нагрузок (кроме крутящих моментов). Значение бимоментов, возникающих в закрепленном сечении, зависит от реакций связей и положения их в сечении, которое четко определяется моделированием. [c.186]

Если распределение напряжений в упругопластичном теле и в упругом одинаково (в статически определимых системах), то остаточные напряжения после пластической деформации не возникают. Это, например, имеет место при растяжении стержня осевой силой или растяжения тонкостенного цилиндра под действием внутреннего давления. [c.274]

Расчет тонкостенных стержней с замкнутым контуром поперечного сечения осуществляется на основе гипотез балочной теории, согласно которым принимается, что поперечное сечение не деформируется и при растяжении, сжатии, изгибе и кручении стержня перемещается и поворачивается как жесткий диск. При нагружении к стенке стержня возникают осевые нормальные усилия Nz (г, s) и касательные усилия Nzs (2, s). которые сводятся к осевой силе Р (г), поперечным силам Qx (г) и Qy (г), изгибающим моментам Мх (г), Му (г) и крутящему моменту Mz (г) (см. рис. 2.8). Силы и моменты, действующие в сечении г — onst стержня, связаны условиями равновесия оси стержня (рис. 2.9) [c.337]

В тонкостенных стержн я х относительно небольшой длины с незамкнутым контуром сечения, кроме обычно определяемых напряжений от растяжения, сжатия, сдвига, изгиба и кручения, должны учитываться также напряжения стеснённого кручения (вызываемые стеснением депланации сечений). [c.720]

Не только модели Коссера-Тимошенко и Кирхгофа используются в динамике стержней. Кручение тонкостенных стержней описывается уравнением (9.11.13), а не (2,8), Для растяжения — сжатия при высокочастотных и коротковолновых процессах вместо (2,7) лучше использовать модель Миндлина-Геррманна ( 8,15). [c.243]

В 1937 г. проф. Власов распространил свою теорию и на вопросы пространственной устойчивости тонкостенных стержней и получил ряд новых решений. В частности, им наиболее полно разрешена задача об устойчивости стержней при центральном и внецент-ренном сжатии и при чистом изгибе, а также об устойчивости плоской формы изгиба тонкостенных стержней при действии поперечной нагрузки. В процессе исследования им попутно была поставлена и разрешена задача о возможности потери устойчивости стержней также и при внецентренном растяжении, если растягивающая сила приложена вне некоторой области, названной проф. Власовым кругом устойчивости. В дальнейшем теория эта была распространена автором также и на вопросы изгибно-крутильных колебаний. [c.8]

Пусть в произвольной точке К средней поверхности тонкостенного стержня действует продольная сдвигающая сила Р (рис. 104, а), не проходящая ни через одну из секториальных нулевых точек сечения, т. е. ни через одну из точек, для которых секториаль- ная координата равна нулю. Б этом случае стержень будет нахо диться в условиях сложного сопротивления растяжению (сжатию), изгибу и кручению. [c.144]

В первом разделе представлены основные формулы, относящиеся к расчетам как при простых видах деформации (растяжение и сжатие, кручение, изгиб), так и при сложном сопротивлении (косой изгиб, вкецентренное продольное нагружение, изгиб с кручением) в условиях статического и динамического нагружения расчетам на устойчивость, расчетам статически неопределимых систем, кривых стержней, тонкостенных и толстостенных сосудов. [c.3]

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]

Простейшими видами напряженных состояний являются растяжение и чистый сдвиг. Они характеризуются только одним отличным от нуля напряжением. Первое из них имеет место при растяжении стержня и чистом изгибе бруса, второе — при кручении тонкостенной трубки. В зависимости от положения материальной точки при поперечном изгйбе бруса встречаются оба типа напряженного состояния и их комбинация. [c.45]

Из двух подробно рассмотренных задач — растяжение стержня н действие внутреннего давления на тонкостенную трубу —остановимся на первой из них, как на более простой и позволяющей произвести сопоставление с решением Хос а. Закон ползучести принят в такой же форме, как у Хоффа. Учитывая принятую гипотезу о независимости хрупкого трещинообразования от ползучести, можно определить продолжительность жизни образца при отсутствии ползучести (вследствие чего F = Fq) и чисто хрупком разрушении . Из (8.62) имеем [c.586]

При разработке основ выбора геометрических элементов орнамента авторами принято, что размеры геометрических элементов поверхности существенно малы по сравнению с конструктивными размерами детали. Известно, что общая деформация литых деталей включает упругую и остаточную деформацию. Упругая деформация обусловлена перемещением и искажением (депланацией) сечения элемента в процессе обработки детали. При прочих равных условиях с увеличением толщины и площади сечения стенки доля упругой деформации, в том числе депланацин, уменьшается. Поэтому в толстостенных литых деталях этот вид деформации практически не учитывается. Однако при уменьшении толщины и площади сечения стенки и увеличении количества сочленений различных геометрических элементов доля упругой деформации, в особенности депланации, резко возрастает. Метод литья в отличие от других методов получения заготовок имеет значительное преимущество— возможность варьировать процессом кристаллизации и получать на поверхности рациональные геометрические элементы, создавая наиболее благоприятное сочетание свойств материалов и геометрических особенностей отливок. При уменьшении поперечного сечения бруса или пластины уменьшается его статический момент, а с ним и жесткость конструкции при изгибе и кручении. Поэтому геометрические элементы в виде тонких стержней с гладкой поверхностью рационально применять для литых деталей, работающих в условиях растягивающих и сжимающих напряжений. Геометрический элемент в виде тонкостенного бруса открытого профиля, обладающего малой жесткостью при кручеиии, целесообразно применять для литых деталей, воспринимающих нагружение изгибом, растяжением и сжатием. Геометрические элементы могут иметь и более сложную конфигурацию, обусловливающую анизотропию свойств в различных направлениях. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...