Какие внутренние силовые факторы возникают при сдвиге и смятии ответ кратко
Обновлено: 07.07.2024
Данная статья будет про внутренние силовые факторы при различных видах деформаций: растяжении и сжатии, кручении и изгибе. По каждому фактору будет написана отдельная статья, где будет рассказано, как обозначается, в чем измеряется и как рассчитывается. Для подробного изучения каждого силового фактора перемещайтесь по указанным ссылкам.
Внутренний силовой фактор (ВСФ) — это внутреннее усилие или момент, возникающий в поперечном сечении нагруженного элемента конструкции.
ВСФ при растяжении и сжатии
Как известно, при растяжении и сжатии возникает внутренний силовой фактор – продольная сила.
В указанной статье рассказывается, что это за сила, в чем измеряется и т.д. Продольная сила рассчитывается методом сечений, который предполагает, что если вся конструкция находится в равновесии, то и отдельные ее части также будут находиться в равновесии.
ВСФ при кручении
При кручении возникает такой внутренний силовой фактор как крутящий момент.
В статье рассказывается о крутящем моменте, как он рассчитывается, в каких расчетах используется и как обозначается.
ВСФ при поперечном изгибе
При поперечном изгибе, чаще всего, в сечениях возникают два силовых фактора – поперечная сила и изгибающий момент.
Поперечная сила, как правило, используется в проверочном расчете на прочность по касательным напряжениям, а также служит вспомогательным инструментом для определения экстремумов на эпюре изгибающих моментов.
Изгибающий момент используется при проведении прочностных расчетов по нормальным напряжениям. Подробнее о данных величинах можете узнать, перейдя по указанным ссылкам.
1. Какие внутренние силовые факторы возникают при сдвиге и смятии?
2. Сформулируйте закон парности касательных напряжений.
3. Как обозначается деформация при сдвиге?
4. Запишите закон Гука при сдвиге.
5. Какой физический смысл у модуля упругости?
6. Укажите единицы измерения напряжений сдвига и смятия и модуля упругости.
7. Как учесть количество деталей, использованных для передачи нагрузки при расчетах на сдвиг и смятие?
8. Запишите условия прочности на сдвиг и смятие.
9. Почему при расчете на смятие цилиндрических деталей вместо боковой цилиндрической поверхности подставляют плоскость, проходящую через диаметр?
10. Чем отличается расчет на прочность при сдвиге односрезной заклепки от двухсрезной?
11. Запишите формулу для расчета сварного соединения. Стержни круглого поперечного сечения сварены угловым швом
Смятие – такой вид деформации бруса, при которой в любом его поперечном сечении возникает только поперечная сила.
При изгибе возникают только касательные напряжения, они всегда парные.
Условие прочности при сдвиге:
Плоское напряженное состояние, при котором в окрестности точки можно выделить элементарный параллелепипед, на боковых гранях которого действуют только касательные напряжения, называется чистым сдвигом.
G – модуль сдвига – модуль упругости II рода.
| Упругие константы любого материала: | - (коэффициент Пуассона; |
| - E(модуль Юнга); | |
| - G(модуль упругости II рода) |
Сдвиг, приводящий к разрушению материала, называется срезом для пластических материалов и скалыванием для хрупких материалов.
- для болтов, работающих на срез.
Смятие – деформация, обусловленная местным сжатием материала в соприкасающихся деталях по площадкам передачи давления.
Условие прочности на смятие:
Расчеты на прочность и жесткость при кручении.
| Расчеты на прочность | Расчеты на жесткость |
| 1. Проверочный расчет | |
| Условие прочности | Условие жесткости |
| %- погрешность | |
| а) определение d вала | |
| б) определение крутящего момента |
Смятие – такой вид деформации бруса, при которой в любом его поперечном сечении возникает только поперечная сила.
При изгибе возникают только касательные напряжения, они всегда парные.
Условие прочности при сдвиге:
Плоское напряженное состояние, при котором в окрестности точки можно выделить элементарный параллелепипед, на боковых гранях которого действуют только касательные напряжения, называется чистым сдвигом.
G – модуль сдвига – модуль упругости II рода.
| Упругие константы любого материала: | - (коэффициент Пуассона; |
| - E(модуль Юнга); | |
| - G(модуль упругости II рода) |
Сдвиг, приводящий к разрушению материала, называется срезом для пластических материалов и скалыванием для хрупких материалов.
- для болтов, работающих на срез.
Смятие – деформация, обусловленная местным сжатием материала в соприкасающихся деталях по площадкам передачи давления.
Сдвигом называется нагружение, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор — поперечная сила.
Рассмотрим брус, на который действуют равные по величине, противоположно направленные, перпендикулярные продольной оси силы (рис. 23.1).
Применим метод сечений и определим внутренние силы упругости из условия равновесия каждой из частей бруса:
где — поперечная сила. Естественно считать, что она вызовет появление только касательных напряжений .
Рассмотрим напряженное состояние в точке поперечного сечения.
Выделим элемент в виде бесконечно малого параллелепипеда, к граням которого приложены напряжения (рис. 23.2).
Исходя из условия равновесия точки , внутри бруса при возникновении касательного напряжения на правой вертикальной площадке такое же напряжение должно возникнуть и на левой площадке. Они образуют пару сил. На горизонтальных площадках возникнут такие же напряжения, образующие такую же пару обратного направления (рис. 23.3).
Такое напряженное состояние называется чистым сдвигом. Здесь действует закон парности касательных напряжений:
При сдвиге в окрестностях точки на взаимно перпендикулярных площадках возникают равные по величине касательные напряжения, направленные на соседних площадках либо от ребра, либо к ребру (рис. 23.3а).
В результате площадки сдвигаются на угол , называемый углом сдвига.
При сдвиге выполняется закон Гука, который в данном случае записывается следующим образом: .
Здесь — напряжение; — модуль упругости сдвига; — угол сдвига.
При отсутствии специальных испытаний можно рассчитать по формуле — модуль упругости при растяжении. .
Расчет деталей на сдвиг носит условный характер.
Для упрощения расчетов принимается ряд допущений:
— при расчете на сдвиг изгиб деталей не учитывается, хотя силы, действующие на деталь, образуют пару;
— при расчете считаем, что силы упругости распределены по сечению равномерно;
— если для передачи нагрузки используют несколько деталей, считаем, что внешняя сила распределяется между ними равномерно.
Откуда формула для расчета напряжений имеет вид:
где — касательное напряжение; — поперечная сила; — площадь сдвига; — внешняя сдвигающая сила; — количество деталей.
Условие прочности при сдвиге (срезе)
— допускаемое напряжение сдвига, обычно его определяют по формуле
При разрушении деталь перерезается поперек. Разрушение детали под действием поперечной силы называют срезом.
Возможно эти страницы вам будут полезны:
Образовательный сайт для студентов и школьников
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Срез, смятие, расчетные формулы.
2
Срез и смятие.
Детали, служащие для соединения отдельных элементов машин и строительных конструкций – заклепки, штифты, болты, шпонки – воспринимают нагрузки, перпендикулярные их продольной оси.
Справедливы следующие допущения.
1. В поперечном сечении возникает только один внутренний силовой фактор – поперечная сила Q.
2. Касательные напряжения, возникающие в поперечном сечении, распределены по его площади равномерно.
3. В случае если соединение осуществлено несколькими одинаковыми деталями, принимается, что все они нагружены одинаково.
3
где Q – поперечная сила
(P – общая нагрузка, k – число болтов, заклепок, i – число плоскостей среза крепежной детали)
Fср – площадь среза одного болта или заклепки, D – диаметр болта или заклёпки.
[τср] – допускаемое напряжение на срез, зависящее от материала соединительных элементов и условий работы конструкции.
Принимают [τср]= (0,25…0,35)·σт, где σт – предел текучести.
Условие прочности при срезе (проверочный расчёт):
где n – коэффициент запаса прочности (для стали равный 1,5).
Если толщина соединяемых деталей недостаточна или материал соединяемых деталей более мягкий, чем у болта, штифта и т.д., то стенки отверстий обминаются, и соединение становится ненадежным, происходит смятие. При смятии действуют только нормальные напряжения – σ. Площадь смятия фактическая – это полуцилиндр, расчётная – это проекция полуцилиндра на диаметральную плоскость. Fсм =dhmin, где d – диаметр болта или заклёпки, hmin - минимальная толщина листа (если соединяемые листы разной толщины).
4
Проверочный расчёт на срез соединительных деталей:
Q – перерезывающая сила, равная по величине внешней
Где z – количество заклёпок (болтов)
i – количество срезов (равно количеству соединяемых листов минус один)
[τ] = допускаемое касательное напряжение при срезе. Зависит от марки материала заклёпки и от условий работы конструкции.
5
Проверочный расчёт на смятие соединяемых деталей:
Где d – диаметр заклёпки (болта)
- минимальная толщина листа
z – количество заклёпок (болтов)
- допускаемое нормальное напряжение при смятии соединяемых деталей.
6
Проверочный расчёт при разрыве соединяемых деталей:
Где (в - z d) – ширина листа без заклёпок
- минимальная толщина листа
- допускаемое нормальное напряжение при разрыве соединяемой детали.
7
Расчет выполняется для участка, где максимальное количество соединительных деталей (заклёпок, штифтов, болтов и т.д.).
Проектный расчёт (определение количества заклёпок).
Выбираем максимальное количество заклёпок.
8
Определение максимально допускаемой нагрузки.
Из двух значений выбираем наименьшую нагрузку.
9
10
Задача: рассчитать на прочность заклёпочное соединение (на срез, на смятие, на разрыв соединяемого листа).
Дано:
Растягивающее усилие Р=150Кн,
допускаемое напряжение среза
допускаемое напряжение при смятии
допускаемое напряжение при растяжении
общее количество заклёпок z=5 шт. (в одном ряду 3, в другом 2),
диаметр заклёпки .
соединяемых листа 2, следовательно количество срезов i=1 (см. рис. 19), габаритные размеры указаны в мм.,
минимальная толщина листа 10мм.
11
1. Выполним проверочный расчет заклёпок на срез
- это значит, что прочность на срез обеспечена.
13
2. Выполним проверочный расчёт на смятие соединяемых листов
Сминаться будет более тонкий лист, расчетная площадь смятия равна проекции полуцилиндра на диаметральную плоскость.
- прочность на смятие обеспечена.
14
3. Выполним проверочный расчёт на растяжение (разрыв соединяемого листа). Разрыв может произойти в месте, где установлено максимальное количество заклёпок.
- подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
- по всем предметам 1-11 классов
Курс повышения квалификации
Охрана труда
Курс профессиональной переподготовки
Охрана труда
Курс профессиональной переподготовки
Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе
- Сейчас обучается 344 человека из 66 регионов
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Дистанционные курсы для педагогов
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
5 612 899 материалов в базе
- ЗП до 91 000 руб.
- Гибкий график
- Удаленная работа
Самые массовые международные дистанционные
Школьные Инфоконкурсы 2022
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Другие материалы
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
- 17.06.2021 987
- PPTX 265.5 кбайт
- 39 скачиваний
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Сорокин Олег Владимирович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Автор материала
40%
- Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
- Для учеников 1-11 классов
Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов
Дистанционные курсы
для педагогов
663 курса от 690 рублей
Выбрать курс со скидкой
Выдаём документы
установленного образца!
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ
Время чтения: 1 минута
ГИА для школьников, находящихся за рубежом, может стать дистанционным
Время чтения: 1 минута
Новые курсы: преподавание блогинга и архитектуры, подготовка аспирантов и другие
Время чтения: 16 минут
Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России
Время чтения: 1 минута
Россияне ценят в учителях образованность, любовь и доброжелательность к детям
Время чтения: 2 минуты
Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Читайте также: