У цій темі розглядаються два питання: 1) напруги в рухомих деталях; 2) напруги при ударі. У першому випадку динамічний вплив зводиться до додаткової статичної навантаженні відповідними силами інерції. У другому - врахувати сили інерції неможливо, так як невідома тривалість удару. Напруження при ударі обчислюють, прирівнявши кінетичну енергію вдаряє тіла потенційної енергії деформації стержня, що сприймає удар. Вельми істотно, що напруги при поздовжньому ударі залежать не тільки від площі поперечного перерізу стрижня, а й від його довжини і модуля пружності матеріалу.
Після вивчення цієї теми можна вирішувати задачу 14, включену в контрольні роботи.
Література: [4, гл. 15]; [5, гл. 14]; [6, гл. 14, завдання: 1, 2, 7, 42, 47, 54, 59, 62, 64]; [7, гл. 17].
Питання для самоперевірки
119. Як обчислюють напруги в деталях при рівноприскореному поступальному русі?
120. Що називається динамічним коефіцієнтом?
121. Від яких факторів залежать напруги в ободі обертового колеса?
122. Як знаходять напруги в спарніках і шатунах?
123. Як знаходять напруги в обертовому диску постійної товщини?
124. Як виводять формулу для визначення напружень при ударі?
125. Чому дорівнює динамічний коефіцієнт при ударі?
126. Як зміниться напруга при поздовжньому ударі в разі збільшення площі поперечного перерізу в два рази? (При відповіді можна користуватися наближеною формулою).
127. Чи залежить напруга при згинатися ударі від матеріалу балки?
128. В якому випадку при згинатися ударі напруги більше: при положенні на ребро або плазом?
129. Яким шляхом можна зменшити напругу в стержні з виточками при поздовжньому ударі?
130. Як враховується маса пружної системи, що відчуває удар?
131. Як виробляють випробування на удар?
Тема 12.РасчЁт на міцність при напружених,
Циклічно змінюються в часі
Розрахунок на міцність при напружених, циклічно змінюються в часі, має важливе значення, так як в деталях машин часто виникають змінні напруги. Треба добре усвідомити поняття межі витривалості і навчитися будувати діаграми для несиметричного циклу. Необхідно також знати всі фактори, від яких залежить коефіцієнт концентрації напружень. Особливу увагу зверніть на практичні заходи по боротьбі з зламами втоми: а) підвищення межі міцності при достатній пластичності; б) створення однорідної дрібнозернистої структури; в) проектування зовнішніх обрисів деталі без різких переходів; г) ретельна обробка поверхні.
Треба детально розібрати приклади визначення допустимих напружень для різних деталей машин, що сприймають змінні навантаження. Правильний вибір допустимої напруги і форми перетину забезпечує більш економне використання матеріалу.
Література: [5, гл. 15]; [6, гл. 14, завдання: 72, 78, 85]]; [7, гл. 19].
Питання для самоперевірки
132. Що називається межею витривалості?
133. Яка емпірична залежність між межею витривалості і межею міцності?
134. Як знаходять межа витривалості при несиметричному циклі?
135. Які напруги називаються місцевими?
136. У чому різниця між теоретичним і дійсним коефіцієнтами концентрації напруг?
137. Як впливає характер обробки матеріалу на дійсний коефіцієнт концентрації напруг?
138. Як впливають розміри деталі на межу витривалості?
139. Як встановлюють допустимі напруження при змінних напругах?
140. Які практичні заходи застосовують по боротьбі з зламами втоми?
РОЗРАХУНОК статично невизначених Стрижневою СИСТЕМИ
Заданіе.Абсолютно жорсткий брус спирається на шарнірно нерухому опору і прикріплений до двох стержнів за допомогою шарнірів (рис. 1). Потрібно: знайти зусилля і напруги в стрижнях, висловивши їх через силу Q; знайти допустиме навантаження. прирівнявши більше з напруг в двох стрижнях розрахункового опору R = 160 МПа; знайти допустиме навантаження за граничним рівноваги, якщо межа плинності = 240 МПа; порівняти отримані величини допускаються нагрузок.Данние взяти з табл. 1.
Перед рішенням завдання необхідно порахувати кількість невідомих сил, що діють на абсолютно жорсткий брус, і число незалежних рівнянь рівноваги цього бруса. Якщо невідомих більше числа рівнянь статики, то завдання буде статично невизначеної, і для її вирішення, крім рівнянь рівноваги, потрібно скласти ще рівняння деформацій.
Для визначення двох невідомих зусиль у стержнях слід скласти систему рівнянь, що складається з одного рівняння статики і одного рівняння спільності деформацій.
Для відповіді на третє питання завдання слід мати на увазі, що в одному зі стрижнів напруга більше, ніж в іншому; умовно назвемо цей стрижень першим. При збільшенні навантаження напруга в першому стрижні досягне межі текучості раніше, ніж у другому. Коли це станеться, напруга в першому стрижні перестане рости і буде залишатися рівним. Звідси знаходимо зусилля в першому стрижні:
.
При подальшому збільшенні навантаження напруга і в другому стрижні досягне межі текучості:
.
Написавши рівняння статики і підставивши в нього значення зусиль N1 і N2. знайдемо з цього рівняння граничну вантажопідйомність.
Приклад 1. Абсолютно жорсткий брус спирається на шарнірно нерухому опору і прикріплений до двох стержнів за допомогою шарнірів (рис. 1, а). Потрібно: знайти зусилля і напруги в стрижнях, висловивши їх через силу Q; знайти допустиме навантаження. прирівнявши більше з напруг в двох стрижнях розрахункового опору R = 210 МПа; знайти допустиме навантаження за граничним рівноваги, якщо межа плинності = 240 МПа; порівняти допустимі навантаження.