Что такое шейка в технической механике

шейка вала

4.8. шейка вала : Участок вала или оси, опирающийся на радиальный подшипник скольжения (рисунки 2, 3, 18)

Смотреть что такое «шейка вала» в других словарях:

ШЕЙКА ВАЛА — (Shaft neck) часть вала, опирающаяся на подшипник и расположенная между его концами, за исключением концевых опор вала, которые называются цапфами. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР … Морской словарь

шейка вала — (4.8) Участок вала или оси, опирающийся на радиальный подшипник скольжения. [ГОСТ ИСО 4378 1 2001] Тематики подшипники Обобщающие термины элементы конструкции узлов подшипников скольжения EN journal FR tourillon … Справочник технического переводчика

ШЕЙКА — ШЕЙКА, шейки, жен. 1. уменьш. к шея. «Я пожирал взором этот стройный стан и шейку.» А.Тургенев. 2. Узкая, утонченная часть чего нибудь (в отличие от утолщенной части). Шейка зуба. Шейка вала. Шейка рельса. Шейка ложи винтовки. 3. У раков задняя… … Толковый словарь Ушакова

ШЕЙКА МОТЫЛЕВАЯ, ШАТУННАЯ ШЕЙКА — эксцентричная по отношению к оси вращения вала цапфа кривошипа, соединяющая кривошип с шатуном. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

коренная шейка (коленчатого вала) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN main journal … Справочник технического переводчика

ПОДШИПНИК — конструктивный узел машин и механизмов, поддерживающий или направляющий вращающийся вал или ось. Если шейка вала в подшипнике скользит непосредственно по опорной поверхности, то он называется подшипником скольжения. Если же между шейкой вала и… … Энциклопедия Кольера

СМАЗКА — смазочный материал, а также нанесение и действие смазочного материала, уменьшающего силу трения между движущимися частями механизмов и их изнашивание. Смазочные материалы попутно могут выполнять также функции охлаждения, защиты от коррозии,… … Энциклопедия Кольера

ГОСТ ИСО 4378-1-2001: Подшипники скольжения. Термины, определения и классификация. Часть 1. Конструкция, подшипниковые материалы и их свойства — Терминология ГОСТ ИСО 4378 1 2001: Подшипники скольжения. Термины, определения и классификация. Часть 1. Конструкция, подшипниковые материалы и их свойства оригинал документа: 3.3.2. аэродинамический подшипник : Подшипник скольжения,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Вальцы прокатные* — или вальсы (Train de laminoir, Walzenstrasse, rolling train, [металлургия]). Этот важнейший прибор металлургических заводов применяется, подобно молоту, для обработки или придания однородности и формы всяким металлам. Особенно важно применение… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Вальцы прокатные — (Вальсы, Train de laminoir, Walzenstrasse, rolling train, [металлургия]). Этот важнейший прибор металлургических заводов применяется, подобно молоту, для обработки или придания однородности и формы всяким металлам. Особенно важно применение… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Источник

шейка оси

шейка оси: Часть оси для установки подшипника буксы.

Смотреть что такое «шейка оси» в других словарях:

ШЕЙКА МОТЫЛЕВАЯ, ШАТУННАЯ ШЕЙКА — эксцентричная по отношению к оси вращения вала цапфа кривошипа, соединяющая кривошип с шатуном. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

шейка вала — (4.8) Участок вала или оси, опирающийся на радиальный подшипник скольжения. [ГОСТ ИСО 4378 1 2001] Тематики подшипники Обобщающие термины элементы конструкции узлов подшипников скольжения EN journal FR tourillon … Справочник технического переводчика

шейка вала — 4.8. шейка вала : Участок вала или оси, опирающийся на радиальный подшипник скольжения (рисунки 2, 3, 18) Источник: ГОСТ … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

БУРТИК ШЕЙКИ ОСИ ВАГОНА — кольцевой выступ (см. Галтель) у наружного конца шейки оси, ограничивающий передвижение по ней подшипника. При роликовых подшипниках шейка наружных буртиков не имеет. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственное транспортное… … Технический железнодорожный словарь

ГОСТ Р 51775-2001: Колесные пары специального подвижного состава. Общие технические условия — Терминология ГОСТ Р 51775 2001: Колесные пары специального подвижного состава. Общие технические условия оригинал документа: допуск непостоянства диаметра в поперечном или продольном сечении: Наибольшее допустимое непостоянство диаметра в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Буксa — или осевая коробка как показывает само название есть ящик, обыкновенно металлический, в котором вращается ось вагона или паровика. Буксы для паровозов бывают двух родов, смотря по тому, будут ли рамы относительно колес внутренние или внешние. По… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Букса — или осевая коробка как показывает само название есть ящик, обыкновенно металлический, в котором вращается ось вагона или паровика. Буксы для паровозов бывают двух родов, смотря по тому, будут ли рамы относительно колес внутренние или внешние. По… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ЦАПФА — часть вала или оси (обычно шлифованная), соприкасающаяся с подшипником и непосредственно воспринимающая нагрузку, передаваемую последним. Различают собственно Ц. при поперечном направлении нагрузки по отношению к оси Ц. и пятник (пяту) при осевом … Технический железнодорожный словарь

ПОДБУКСОВАЯ КОРОБКА — вставляется в нижнюю часть корпуса паровозной буксы и служит для защиты нижней шейки оси от пыли, для собирания масла, стекающего с шейки, и помещения в ней подбивки, к рой смазывается шейка оси снизу (см. Букса паровозная). Технический… … Технический железнодорожный словарь

Источник

Детали машин

Валы и оси

Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливаются на валах и осях. Между этими двумя элементами механизмов имеется существенное различие, заключающееся в функциональном назначении и некоторым другим признакам.

Вал предназначен для передачи вращающего момента вдоль своей оси, а также для поддержания расположенных на нем деталей и восприятия всех действующих на эти детали внешних нагрузок.
В отличие от вала, ось только поддерживает установленные на ней детали и воспринимает действующие на них нагрузки, кроме вращающего момента, т. е. не испытывает деформацию кручения. Оси могут быть неподвижными (например, неподвижная ось в виде цапфы автомобильного колеса на управляемом мосту) или подвижными, т. е. вращаться вместе с размещенными на них деталями (ось колесной пары железнодорожного вагона).
Классификация валов более обширная – они могут различаться по нескольким признакам.

Классификация валов

По назначению валы делят на коренные, передаточные, трансмиссионные, гибкие и торсионные.

Коренные валы несут основные рабочие узлы машины (коленчатый вал двигателя, ротор турбины и т. п.).

Передаточные валы несут детали передач (зубчатые колеса, шкивы, звездочки и т. п.). В отличие от коренного вала передаточные служат для выполнения промежуточной функции в агрегатах машины при передаче крутящего момента. Так, передаточными валами являются первичный и вторичный валы КПП, валы главной передачи, раздаточной коробки и т. п.

Трансмиссионные валы служат для передачи вращающего момента между отдельными агрегатами и рабочими узлами машины. Примеры трансмиссионных валов: карданная передача, полуоси, ведущие валы с шарнирами равных угловых скоростей в легковых автомобилях с передними ведущими колесами и т. п.

Гибкие (гибкие проволочные) валы допускают передачу вращающего момента при значительных перегибах оси. Такие валы встречаются, например, в контрольно-измерительных приборах (трос спидометра), механизированном инструменте (вал бормашины стоматолога).

Торсионные валы (торсионы) – валы малых диаметров, служащие для передачи вращающих моментов. Такие валы допускают закручивание относительно оси на значительные углы.

По форме геометрической оси валы подразделяют на прямые и непрямые – коленчатые и эксцентриковые. Примером эксцентрикового вала может служить вал газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания.
Оси, как правило, изготавливают прямыми. По конструкции прямые валы и оси мало отличаются друг от друга.
Прямые валы и оси могут быть гладкими или ступенчатыми. Ступенчатая форма способствует равномерной напряженности вала по длине, а также упрощает монтаж деталей, расположенных на нем.

По форме поперечного сечения валы и оси бывают сплошные и полые (с осевыми отверстиями). Полые валы применяют для уменьшения массы или для размещения внутри них других деталей или элементов конструкции, а также для подвода масла смазочной системы.

По внешнему очертанию поперечного сечения валы разделяют на шлицевые и шпоночные, имеющие на некоторой длине шлицевой профиль или профиль со шпоночным пазом.

Конструктивные элементы осей и валов

Шипом называют цапфу, расположенную на конце вала или оси и передающую преимущественно радиальную силу.

Шейкой называют промежуточную цапфу вала или оси. Как и шип, шейка передает, преимущественно, радиальную силу. Опорами для шипов и шеек служат подшипники скольжения или качения. Шипы и шейки по форме могут быть цилиндрическими, коническими или сферическими. В большинстве случаев применяют цилиндрические цапфы.

Пятой называют цапфу, передающую осевую силу. Опорами для пят служат подпятники. Пяты по форме бывают кольцевыми, сплошными и гребенчатыми. Гребенчатые пяты применяются редко.

Посадочные поверхности валов и осей под ступицы насаживаемых деталей выполняют цилиндрическими или коническими. Конические концы валов чаще всего изготавливают с конусностью 1:10. Конусные поверхности валов применяют для облегчения монтажа устанавливаемых на вал тяжелых деталей, быстрой их смены, для повышения точности центрирования деталей и обеспечения требуемого натяга при сборке.

Переходные участки ступенчатых валов и осей между двумя ступенями разных диаметров выполняют с канавкой со скруглением шириной 3…5 мм и глубиной 0,25…0,5 мм, с галтелью постоянного максимально возможного радиуса или с галтелью переменного радиуса (галтель – поверхность плавного перехода от ступени меньшего сечения к большему). Назначение переходных участков валов и осей – уменьшение концентрации напряжений в местах изменения формы сечения этих деталей. Для повышения несущей способности валов и осей часто выполняют деформационное упрочнение галтелей наклепом.

Критерии работоспособности валов и осей

Основными критериями работоспособности валов и осей являются прочность и жесткость. Валы и вращающиеся оси при работе испытывают циклически изменяющиеся напряжения. Прочность оценивают коэффициентом запаса прочности при расчете валов и осей на сопротивление усталости, а жесткость – прогибом, углами поворота или закручивания сечений в местах установки деталей.
Практикой установлено, что разрушение валов и осей быстроходных машин в большинстве случаев носит усталостный характер, поэтому основным является расчет на сопротивление усталости.

Основными расчетными силовыми факторами являются вращающие Т и изгибающие М моменты. Влияние растягивающих и сжимающих сил на прочность незначительно, и их в большинстве случаев не учитывают.

Проектировочный и проверочный расчеты валов и осей

При проектировании валов и осей выполняют проектировочный расчет на статическую прочность с целью ориентировочного определения диаметров ступеней. При проектировочном расчете валов редуктора обычно определяют диаметры концевых сечений входного и выходного валов, а для промежуточных валов – диаметр в месте посадки колес.
Диаметр расчетного сечения вала определяют по формуле, известной из курса сопротивления материалов:

где Мк = Т – крутящий момент, действующий в расчетном сечении, Нм;
[τ]к – допускаемое напряжение при кручении для материала вала, МПа.

Полученный расчетный диаметр вала округляют до ближайшего диаметра стандартного ряда по ГОСТ.
Проектировочный расчет осей чаще всего выполняют аналогично расчету балок с шарнирными опорами обычными методами сопротивления материалов.

Проверочный расчет валов и осей проводят на сопротивление усталости и на жесткость. Проверочный расчет выполняют после окончательной разработки конструкции вала или оси на основе проектировочного расчета. Проверку на сопротивление усталости производят по коэффициенту запаса прочности по максимальной длительно действующей нагрузке без учета кратковременных пиковых нагрузок (например, в период пуска).

Расчет валов на жесткость выполняют в случае, когда деформации (линейные или угловые) неблагоприятно влияют на работу сопряженных с валом деталей (зубчатых колес, подшипников и т. п.). Различают изгибную и крутильную жесткость вала. Изгибная жесткость оценивается прогибом вала, крутильная – углом закручивания.
Проверочный расчет осей на сопротивление усталости и изгибную жесткость выполняют аналогично расчету валов, с учетом того, что для осей Мк = 0.

При разработке конструкции валов или осей рекомендуется детали, располагаемые на них, размещать по возможности ближе к опорам для уменьшения изгибающих моментов.
С целью уменьшения мест концентрации напряжений следует избегать излишних ступеней, отверстий и шпоночных пазов, а также других отклонений формы поперечного сечения вала или оси. Переходные участки следует выполнять в виде галтелей или канавок со скруглениями.

Источник

Тема 2.2. Растяжение и сжатие

Под растяжением (сжатием) понимают такой вид нагружения, при котором в поперечных сечениях стержня возникают только продольные силы N, а прочие силовые факторы (поперечные силы, крутящий и изгибающий моменты) равны нулю.

Это самый простой и часто встречающийся вид деформации. Обычно он наблюдается когда внешняя нагрузка действует вдоль продольной оси стержня. Продольной осью стержня называется линия, проходящая через центры тяжести поперечных сечений.

Обычным является растяжение стержня силами, приложенными к его концам. Передача усилий к стержню может быть осуществлена различными способами, как это показано на рис. 1.

Рис. 1. Растяжение стержня

Во всех случаях, однако, система внешних сил образует равнодействующую F, направленную вдоль оси стержня. Поэтому независимо от условий крепления растянутого стержня, расчетная схема в рассматриваемых случаях (рис. 1, а, б) оказывается единой (рис. 1, в) согласно принципу Сен – Венана.

Если воспользоваться методом сечений (рис. 2), то становится очевидным, что во всех поперечных сечениях стержня возникают нормальные силы N_z, равные силе F (рис. 2, б).

Сжатие отличается от растяжения, формально говоря, только знаком силы N_z. При растяжении нормальная сила N_z направлена от сечения (рис. 2, б), а при сжатии – к сечению.

Рис. 2. Нормальная сила N

Растягивающие продольные силы принято считать положительными (рис. 3, а), а сжимающие – отрицательными (рис. 3, б).

Рис. 3. Знак продольной силы N

При расчете стержней, испытывающий деформацию растяжения, на прочность и жесткость при статическом действии нагрузки, надо решить две основные задачи. Это определение напряжений (от N_z), возникающих в стержне, и нахождение линейных перемещений в зависимости от внешней нагрузки.

Продольные силы (N_z), возникающие в поперечных сечениях стержня, определяются по внешней нагрузке с помощью метода сечений.

График, показывающий изменение продольных сил по длине оси стержня, называется эпюрой продольных сил (эп. N_z). Он дает наглядное представление о законе изменения продольной силы.

Осью абсцисс служит ось стержня. Каждая ордината графика – продольная сила (в масштабе сил) в данном сечении стержня.

Эпюра позволяет определить, в каком сечении действует максимальное внутреннее усилие (например, найти N_max при растяжении-сжатии). Сечение, где действует максимальное усилие будем называть опасным.

Перед построением эпюр необходимо освободить брус, в котором будем строить эпюры от опорных связей (выделить объект равновесия) и приложить к нему все действующие внешние силы (активные и реактивные). Затем необходимо установить границы участков, в пределах которых закон изменения внутренних сил постоянный. Границами таких участков являются сечения, где приложены сосредоточенные силы или начинается и кончается распределенная нагрузка, а также сечения, где имеется перелом стержня.

Применяя метод сечений и учитывая правила знаков изложенные выше, получаем уравнения изменения внутренних сил в пределах длины каждого участка бруса. Затем, используя, полученные зависимости строим графики (эпюры) этих усилий. Ординаты эпюр в определенном масштабе откладываем от базисной линии, которую проводим параллельно оси бруса.

На основании метода сечений продольная сила в произвольном поперечном сечении стержня численно равна алгебраической сумме проекций внешних сил, приложенных к стержню по одну сторону от рассматриваемого сечения, на его продольную ось.

Причем проекция внешней силы берется со знаком плюс, если сила растягивает часть стержня от точки ее приложения до рассматриваемого сечения и, наоборот, со знаком минус – если сжимает.

§2. Напряжение в поперечных сечениях стержня

Продольная сила N с помощью метода сечений всегда может быть выражена через внешние силы. В формулe следует подставлять алгебраическое значение N т.е со знаком плюс в случае растяжения и со знаком минус в случае сжатия

§3. Расчеты на прочность и жесткость при растяжении-сжатии

Прочность стержня при осевом растяжении и сжатии обеспечена, если для каждого его поперечного сечения наибольшее расчетное (рабочее) напряжение σ не превосходит допускаемого [σ] : σ=N/A≤ [σ],

Данное выражение определяет условие прочности при растяжении или сжатии.

С помощью этой формулы решается три вида зада (выполняется три вида расчета):

1. Проверка прочности (проверочный расчет). При заданных продольной силы N и площади поперечного сечения А определяют рабочее (расчетное) напряжение и сравнивают его с допускаемым [σ].

В случаях, когда рабочее напряжения значительно ниже допускаемых σ

Источник

Что такое шейка техническая механика. Дейcтвия

С Р Е Д Н Е Е П Р О Ф Е С С И О Н А Л Ь Н О Е О Б РА З О В А Н И Е

Л. И. ВЕРЕИНА, М. М. КРАСНОВ

« Федеральный институт развития образования»

в качестве учебника для использования

Регистрационный номер рецензии 036 от 12 марта 2010 г. ФГУ « ФИРО»

7 е издание, стереотипное

Р е ц е н з е н т ы:

зам. генерального директора ОАО «ЭНИМС», д-р техн. наук, проф.Б. И.Черпаков ;

ст. преподаватель МГТУ им. К. Э. Циолковского

Б.И.Архангельский ; преподаватель высшей квалификационной категории,

Почетный работник СПО, зам. директора по учебно-воспитательной работе ГОУ СПО «Московский политехнический колледж»

Учебник предназначен для изучения предмета «Техническая механика» и является частью учебно-методического комплекта по дисциплинам общепрофессионального цикла для технических специальностей.

Изложены основы теоретической механики, сопротивления материалов, деталей и механизмов машин; даны примеры расчетов. Приведены сведения об основных способах изменения механических свойств материалов и тенденции развития конструкций машин и механизмов.

Учебник может быть использован при изучении общепрофессиональной дисциплины ОП.02 «Техническая механика» в соответствии с ФГОС СПО по специальностям технического профиля.

Для студентов учреждений среднего профессионального образования.

УДК 624.04(075.32) ББК 30.12я723

Оригинал-макет данного издания является собственностью Издательского центра« Академия», и его воспроизведение любым способом без согласия правообладателя запрещается

© Вереина Л. И., Краснов М. М., 2011

© Образовательно-издательский центр «Академия», 2011

ISBN 978-5-4468-0036-0 © Оформление. Издательский центр «Академия», 2011

Данный учебник является частью учебно-методического комплекта по специальностям технического профиля.

Учебник предназначен для изучения общепрофессиональной дисциплины «Техническая механика».

Учебно-методические комплекты нового поколения включают в себя традиционные и инновационные учебные материалы, позволяющие обеспечить изучение общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин и профессиональных модулей. Каждый комплект содержит учебники и учебные пособия, средства обучения и контроля, необходимые для освоения общих и профессиональных компетенций, в том числе и с учетом требований работодателя.

Учебные издания дополняются электронными образовательными ресурсами. Электронные ресурсы содержат теоретические и практические модули с интерактивными упражнениями и тренажерами, мультимедийные объекты, ссылки на дополнительные материалы и ресурсы в Интернете. В них включен терминологический словарь и электронный журнал, в котором фиксируются основные параметры учебного процесса: время работы, результат выполнения контрольных и практических заданий. Электронные ресурсы легко встраиваются в учебный процесс и могут быть адаптированы к различным учебным программам.

Учебно-методический комплект разработан на основании Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования с учетом его профиля.

Основные используемые обозначения

В ХVIII в. были сформулированы общие принципы классической механики. К этому же времени относятся исследования в области механики твердого тела, гидродинамики и небесной механики.

Наиболее крупными зарубежными учеными ХVIII и XIX вв. в

области механики являются Иоганн Бернулли, Даниил Бернулли, Д’Аламбер, Ж. Лагранж. В работах французских ученых Вариньона и Пуансо наряду с динамикой получила дальнейшее развитие и статика.

Огромное значение для дальнейшего развития механики имели работы отечественных ученых XIX и XX вв.: М. В. Остроградского, П. Л. Чебышева, С. В. Ковалевской, А. М. Ляпунова, И. В. Мещерского, К. Э. Циолковского, А. Н. Крылова, Н. Е. Жуковского и др.

В курсе «Детали машин» на базе теоретической механики и сопротивления материалов изучают особенности расчета и принципы конструирования отдельных элементов и простейших соединений машин.

В соответствии со стандартом «Техническая механика» включает в себя главы «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Детали и механизмы машин».

В главе 1 «Теоретическая механика» изложены основы статики, кинематики, динамики и приведены примеры решения задач.

В главе 2 «Основы сопротивления материалов» даются общие принципы расчета элементов конструкций; приводятся примеры расчетов бруса на растяжение (сжатие), срез и смятие, поперечный изгиб. В этой главе рассматриваются виды напряженных состояний, гипотезы прочности, совместное действие кручения и изгиба. Даются понятия об усталостной прочности, динамических нагрузках и пределе выносливости; рассматривается устойчивость при осевом сжатии стержня. Приводятся примеры раскрытия статической неопределимости стержневых систем.

В главе 3 «Детали и механизмы машин» рассматриваются основные соединения деталей машин, передачи и механизмы; даются рекомендации по использованию тех или иных передач; приводятся примеры расчетов.

В главе 4 «Изменение механических свойств материалов» изложен материал, способствующий углублению и расширению знаний, полученных студентами в курсе «Материаловедение».

В конце каждой главы приведены контрольные вопросы. Они помогут студентам проанализировать изложенный материал и проверить свои знания.

В данном учебнике изложен минимум общетехнических сведений, усвоив которые, молодой техник будет уверенней чувствовать себя на производстве и сможет принимать самостоятельные решения в процессе творческого труда или дальнейшей учебы.

1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И АКСИОМЫ СТАТИКИ

Абсолютно твердым телом называется тело, расстояние между любыми двумя точками которого всегда остается неизменным. На рис. 1.1 показано тело, у которого расстояниеАВ = const.

В статике мы будем рассматривать все тела как абсолютно твердые, в дальнейшем для краткости называя их твердыми телами или просто телами.

Другим основным понятием в статике является понятие силы. Силой называется векторная величина, представляющая собой меру механического воздействия одних тел на другие. Что же такое механическое воздействие?

Механическим воздействием называется такое взаимодействие материальных тел, в результате которого с течением времени происходит изменение взаимного положения этих тел в пространстве (механическое движение) или изменение взаимного положения частиц этих тел (деформация). Например, при штамповке деталей верхний штамп, падая, останавливается в результате взаимодействия с нижним штампом. Если же между ними положить заготовку, то в результате такого взаимодействия происходит деформация заготовки.

Введем следующие определения.

Материальной точкой называется абсолютно твердое тело, размерами которого можно пренебречь, мысленно сосредоточив всю массу этого тела в точке. Например, движение спутника вокруг планеты можно рассматривать как движение материальной точки, так как размеры спутника ничтожно малы по сравнению с размерами планеты.

Системой сил называется совокупность нескольких сил, действующих на данное тело.

Если система сил эквивалентна одной силе, то эта сила называется равнодействующей данной системы сил.

Все теоремы и уравнения статики базируются на нескольких исходных положениях, принимаемых без математических доказательств и называемых аксиомами. Аксиомы статики представляют собой результат знаний, накопленных человечеством, и отражают объективные процессы. Справедливость этих аксиом подтверждается многочисленными опытами и наблюдениями.

Аксиома 2. Действие данной системы сил на абсолютно твердое тело не изменится, если к ней прибавить или от нее отнять уравновешенную систему сил.

4 Динамика механизмов и машин

4.2 Силовой расчет механизмов

Силовой расчет механизмов относится к решению первой задачи динамики. Как видно из содержания задач динамики, приведенного выше, первая задача включает в себя две части: изучение сил, действующих на звенья механизма; определение неизвестных сил при заданном законе движения на входе (эта вторая часть и есть задача силового расчета).

В целях дальнейшего понимания терминологии и систематизации материала целесообразно повторить известные из физики и сведения о силах, а также ввести некоторые новые (применяемые в теории механизмов и машин) понятия. С точки зрения решения задач динамики силы (в данном случае под силой понимается обобщенное понятие силового фактора – собственно сила или момент) можно классифицировать следующим образом:

а) по взаимодействию звена механизма с другими объектами. По этому признаку силы подразделяются на внешние и внутренние:

Внешние силы – это силы взаимодействия звена механизма с какими-то телами или полями, не входящими в состав механизма;

Внутренние силы – это силы взаимодействия между звеньями механизма (реакции в кинематических парах);

Движущая сила – это сила, которая помогает движению звена и развивает положительную мощность;б) по мощности, развиваемой силой. По этому признаку силы делятся на силы движущие и силы сопротивления (рисунок 16):

Сила сопротивления препятствует движению звена и развивает отрицательную мощность.

В свою очередь силы сопротивления можно разделить на силы полезного сопротивления и силы вредного сопротивления:

— силы полезного сопротивления – это силы, для преодоления которых и создан механизм. Преодолевая силы полезного сопротивления, механизм создает полезную работу (например, преодолевая сопротивления резанию на станке, добиваются необходимого изменения формы детали; или, преодолевая сопротивление воздуха в компрессоре, сжимают его до требуемого давления и т.д.);

— силы вредного сопротивления – это силы, на преодоление которых затрачивается мощность и эта мощность теряется безвозвратно. Обычно в качестве вредных сил сопротивления выступают силы трения, гидравлического и аэродинамического сопротивлений. Работа по преодолению этих сил переводится в тепло и рассеивается в пространство, поэтому коэффициент полезного действия любого механизма всегда меньше единицы;

в) силы веса – это силы взаимодействия звеньев механизма с гравитационным полем земли;

г) силы трения – силы, сопротивляющиеся относительному перемещению соприкасающихся поверхностей;

д) силы инерции – силы, возникающие при неравномерном движении звена и сопротивляющиеся его ускорению (замедлению). Сила инерции действует на то тело, которое заставляет ускоряться (замедляться) данное звено. В общем случае при неравномерном движении возникает сила инерции и момент сил инерции:

F ин – главный вектор сил инерции, приложенный в центре масс звена;

M ин – главный момент сил инерции;

I s – момент инерции звена относительно центра масс;

a s – ускорение центра масс звена;

e – угловое ускорение звена.

Знак минус в формулах показывает, что сила инерции направлена противоположно ускорению центра масс звена, а момент сил инерции направлен противоположно угловому ускорению звена. Знак силы или момента учитывается только при установлении истинного направления силы или момента на расчетной схеме, а в аналитических вычислениях используется абсолютные их значения.

При силовом анализе механизмов могут встретиться различные случаи, когда один или оба силовых инерционных фактора могут иметь нулевое значение. На рисунке 17, приведенном выше, показаны некоторые случаи возникновения сил и моментов сил инерции при движении звеньев механизма.

Непосредственно силовой расчет сводится к определению неизвестных сил, действующих на звенья механизма. Как известно из теоретической механики для определения неизвестных сил используются уравнения статики.

Механизм же является неравновесной системой, т.к. большинство его звеньев имеет неравномерное движение, а точки, принадлежащие этим звеньям, движутся по сложным криволинейным траекториям (напомним: состояние равновесия – это состояние покоя или прямолинейного равномерного движения).

Искусственность приема заключается в том, что силы инерции прикладываются не к тем телам, которые заставляют двигаться звенья ускоренно (замедленно), а к самим звеньям.

Применив этот прием, в дальнейшем можно производить силовой расчет с использованием уравнений статики. Однако, чтобы решить задачу с помощью только уравнений равновесия, система должна быть статически определимой.

Условие статической определимости плоской кинематической цепи:

Для каждого звена, расположенного в плоскости, можно составить три независимых уравнения статики. Если в кинематической цепи имеется «n» подвижных звеньев, то в совокупности для этой цепи можно записать 3n независимых уравнений статики (равновесия). Эти уравнения используются для определения реакций в кинематических парах и неизвестных внешних сил.

На плоскости существуют кинематические пары только пятого и четвертого классов. Пары пятого класса представлены вращательной кинематической парой (шарниром) и поступательной парой (соединение ползуна с направляющей). В шарнире усилие между звеньями может передаваться в любом направлении, поэтому у реакции в шарнире неизвестными являются величина и направление (два компонента), т.е. для определения полной реакции во вращательной паре надо затратить два уравнения статики.

В первом приближении расчет ведется без учета сил трения. В этом случае перемещению ползуна вдоль направляющей ничто не препятствует. Перемещаться же поперек направляющей и поворачиваться ползун не может, поэтому в поступательной паре реакция направлена перпендикулярно направляющей и возникает реактивный момент, препятствующий повороту ползуна.

При силовом расчете обычно реактивный момент не определяют, а находят условную точку приложения реакции (произведение реакции на расстояние до ее условной точки приложения и есть реактивный момент). На определение реакции в поступательной паре также надо затратить два уравнения статики (определить два компонента – величину и точку приложения). Таким образом, на определение полной реакции в кинематической паре пятого класса необходимо затратить два уравнения статики.

Пары четвертого класса (высшие пары) на плоскости представляют соприкасающиеся между собой профили. В высшей паре усилие между звеньями передается по общей нормали к касающимся профилям (без учета сил трения). Поэтому в высшей паре четвертого класса реакция неизвестна только по величине (точка приложения реакции в точке контакта профилей, направление вдоль общей нормали к этим профилям).

Таким образом, для определения реакции в паре четвертого класса надо затратить одно уравнение статики (определить один компонент – величину реакции).

Таким образом, из 3n независимых уравнений статики 2Р 5 уравнений используются для определения реакций в парах пятого класса и Р 4 – для определения реакций в парах четвертого класса. Оставшиеся уравнения используются для определения неизвестных внешних сил, действующих на звенья механизма.

Пусть X – число уравнений, оставшихся для определения неизвестных внешних сил, тогда

но эта формула совпадает с формулой Чебышева для определения числа степеней свободы плоской кинематической цепи. В результате можно сформулировать условие статической определимости кинематической цепи следующим образом: кинематическая цепь статически определима в том случае, когда число неизвестных внешних сил, действующих на ее звенья, не превышает числа степеней свободы этой цепи.

Вопрос 1: Что называют прочностью, жесткостью, устойчивостью детали?

Вопрос 2: Чем отличаются нормальные напряжения от касательных?

Проекция вектора полного напряжения p на нормаль к данной площадке обозначается через σ и называется нормальным напряжением.

Составляющую, лежащую в сечении в данной площадке обозначается через τ и называется касательным напряжением.

Вопрос 3: Какие силы в сопротивлении материалов считают внешними? Какие силы являются внутренними?

Ответ: Если конструкция рассматривается изолированно от окружающих тел, то действие последних на нее заменяется силами, которые называются внешними.

Взаимодействие между частями рассматриваемого тела характеризуется внутренними силами, которые возникают внутри тела под действием внешних нагрузок и определяются силами межмолекулярного воздействия. Эти силы сопротивляются стремлению внешних сил разрушить элемент конструкции, изменить его форму, отделить одну часть от другой.

Ответ: Воздействие колонн на фундаментную плиту достаточно больших размеров можно рассматривать как действие на нее сосредоточенных усилий

Вопрос 5: Типы деформаций

Ответ: Растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение.

Вопрос 6: Что такое сосредоточенная сила, распределенная нагрузка и момент?

К сосредоточенным относятся нагрузки, реальная площадь приложения которых несоизмеримо меньше полной площади поверхности тела.

Если же площадь приложения нагрузки сопоставима с площадью поверхности тела, то такая нагрузка рассматривается как распределенная.

Вопрос 7: Сформулируйте закон Гука и принцип суперпозиции

Системы, для которых соблюдается условие пропорциональности между напряжениями и деформациями, подчиняются принципу суперпозиции, или принципу независимости действия сил. В соответствии с этим принципом перемещения и внутренние силы, возникающие в упругом теле, считаются независящими от порядка приложения внешних сил.

Вопрос 8: Что такое коэффициент Пуассона?

Величина отношения относительного поперечного сжатия к относительному продольному растяжению. Коэффициент зависит от природы материала, из которого изготовлен образец.

Вопрос 9: Что называется абсолютным удлинением?

Абсолютное удлинение показывает на сколько изменилась длина тела.

Вопрос 10: Что представляет собой допускаемое напряжение? Как его определяют?

Если установлен допускаемый коэффициент запаса прочности и для выбранного материала известно предельное напряжение, определяют максимальное напряжение, которое можно допустить для надежной работы элемента конструкции. Такое напряжение называют допускаемым

Вопрос 1: В каких единицах измеряется напряжение?

Вопрос 2:. Что называется стержнем?

Вопрос 3: Что показывает эпюра продольной силы?

Ответ: Эпюра продольной силы необходима для оценки прочности стержня и строится для того, чтобы найти опасное сечение

Вопрос 4: Как определяется коэффициент Пуассона?

Ответ: Коэффициент Пуассона, определяется только числом степеней свободы атомов или молекул и не зависит явным образом от температуры.

Вопрос 5: Что понимается под брусом равного сопротивления?

Стержнем равного сопротивления растяжению или сжатию называют стержень, имеющий во всех поперечных сечениях (перпендикулярных к оси) постоянны нормальные напряжения. Если при этом напряжения равны допускаемым, то такой стержень будет иметь наименьший вес.

Вопрос 6: Что называется модулем упругости Е? Как влияет величина Е на деформации стержня?

Величина Е представляет собой коэффициент пропорциональности, называемый модулем упругости материала первого рода (модуль продольной упругости). Его величина постоянна для каждого материала. Он характеризует жесткость материала, т.е. способность сопротивляться деформированию под действием внешней нагрузки.

Вопрос 7: Какие системы называют статически неопределимыми? Как установить степень статической неопределимости системы?

Системы, в которых количество наложенных связей больше, нежели число независимых уравнений равновесия, называются статически неопределимыми.

Степень статической неопределимости равна числу «лишних» связей и может быть вычислена как разность между числом неизвестных сил и числом независимых уравнений равновесия. По числу единиц этой разности системы бывают 1,2,3….n раз статически неопределимыми.

Вопрос 1: Какие напряжения называются главными?

Ответ: Максимальные и минимальные нормальные напряжения

Вопрос 2: Объясните понятие тензор напряжений

Совокупность напряжений, полностью характеризующих напряжённое состояние частицы тела, записанная в виде квадратной матрицы, называются тензором напряжений Коши.

Вопрос 3:Какие площадки называются главными?

Главными называются такие площадки, на которых действуют только экстремальные нормальные напряжения, а касательные обращаются в нуль.

Вопрос 4: Сформулируйте закон парности касательных напряжений?

Ответ: На двух взаимно перпендикулярных площадках составляющие касательных напряжений, ортогональные их общему ребру, равны по величине и направлены оба либо к ребру, либо от него.

Вопрос 5: Что называется модулем упругости при сдвиге и какова его размерность?

Модуль упругости при сдвиге (модуль упругости второго рода) характеризует степень воздействия физических свойств материала на его способность сопротивляться деформациям.

В международной системе единиц (СИ) модуль сдвига измеряется в паскалях.

Вопрос 6: Какие напряженные состояния называются предельными?

Вопрос 7: Что называется допускаемым напряженным состоянием?

Ответ: Наибольшие напряжения, полученные в результате расчета конструкции (расчетные напряжения), не превышающие некоторой величины, меньшей предела прочности, называются допускаемым напряжением.

Вопрос 1: Что понимается под плоским напряженным состоянием?

Напряженное состояние называется плоским или двухосным, если одно из главных напряжений равно нулю.

Вопрос 2: Что такое полярный момент инерции?

Вопрос 3: Как строится эллипс инерции сечения? Для чего он строится?

Построение эллипса инерции удобно использовать для анализа правильности определения моментов инерции. Эллипс инерции должен быть вытянут в том направлении, в котором вытянута фигура.

Если сечение имеет ось симметрии, то она всегда проходит через центр тяжести, а потому статический момент относительно оси симметрии всегда равен нулю.

Вопрос 5: Какие оси называются главными центральными осями инерции?

Ответ: Оси, относительно которых центробежный момент инерции равен нулю, а осевые моменты инерции принимают экстремальные значения называются главными осями. Если эти оси являются также и центральными, то они называются главными центральными осями.

Вопрос 6: Что такое радиус инерции?

Ответ: Радиусом инерции плоской фигуры относительно какой-либо оси, называется длина перпендикуляра, отсчитываемая от этой оси

Вопрос 7: Относительно какой из параллельных осей осевой момент инерции наименьший?

Из всех моментов инерции относительно параллельных осей осевой момент инерции имеет наименьшее значение относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения.

Вопрос 1: Какой вид нагружения называется кручением?

Кручением называют деформацию, возникающую при действии на стержень пары сил, расположенной в плоскости, перпендикулярной к его оси.

Вопрос 2: Что представляет собой деформация сдвига?

Деформация сдвига возникает в тех случаях, когда внешние силы, действующие на брус, расположены в параллельных плоскостях на очень малом расстоянии друг от друга и направлены в противоположные стороны. Характерным примером для сдвига является резание материалов ножницами, при этом происходит разрушение, называемое срезом.

Вопрос 3: Что такое крутящий момент?

Вопрос 4: Что называется валом?

Ответ: Стержни круглого или кольцевого сечения, работающие на кручение

Вопрос 5: Что понимается под абсолютным сдвигом?

Величина, на которую смещается подвижная грань относительно неподвижной, называется абсолютным сдвигом.

Вопрос 6: Что такое срез?

Ответ: Развитие деформации сдвига приводит к разрушению, называемому срезом

Вопрос 7: Что такое смятие?

Ответ: Пластическая деформация, возникающую на поверхности контакта.

Вопрос 1: Что называется балкой?

Ответ: Брус, работающий при изгибе

Вопрос 2: Как определяется потенциальная энергия при кручении?

При кручении работа внешней силы Вопрос 3: Какую плоскость называют силовой?

Силовой называют плоскость действия внешних сил

Вопрос 4: Какие виды нагрузок могут действовать на балку?

По времени действия нагрузки делятся на постоянные и временные:

временные нагрузки (длительные, кратковременные нагрузки).

Для более точного определения нагрузки дополнительно разделяются на:

динамические (подвижные, ударные нагрузки).

По площади приложения нагрузки делятся на:

Вопрос 5: Что такое нейтральный слой?

Ответ: Линия в поперечном сечении изгибаемой балки, в точках которой нормальные напряжения, параллельные оси балки, равны нулю.

Вопрос 6: Сформулируйте определение «поперечный изгиб»?

При наличии поперечной силы Qx изгиб называется поперечным.

Вопрос 7: Что называется прогибом балки?

Ответ: Поступательные перемещения сечений, равные перемещениям их центров тяжести сечений.

Вопрос 8: Какой изгиб называется чистым, поперечным?

Если изгибающий момент является единственным внутренним силовым фактором, то такой изгиб называется чистым. При наличии поперечной силы изгиб называется поперечным.

Вопрос 9: Какое напряжение в сечении балки вызывает изгибающий момент?

Вопрос 1: В чем заключается принцип независимости действия сил?

Формулировку принципа независимости действия сил: напряжение (деформация) от группы сил равно сумме напряжений (деформаций) от каждой силы в отдельности. Он справедлив, если функция и аргумент связаны линейной зависимостью.

Вопрос 2: Как выбирается опасное сечение при расчете вала?

Опасное сечение вала ищем по эпюрам внутренних усилий. При построении эпюр внутренних усилий при кручении с изгибом необходимо иметь ввиду определенные правила.

Вопрос 3: Что такое теории прочности и для какой цели они применяются?

Теории прочности, в сопротивлении материалов, стремятся установить критерий прочности для материала, находящегося в сложном напряженном состоянии (объемном или плоском).

Вопрос 4: Что такое ядро сечения?

Ответ: Некоторая область вокруг центра тяжести сечения, внутри которой можно располагать точку приложения силы Р, не вызывая в сечении напряжений разного знака.

Вопрос 5: В чем преимущество гипотезы прочности Мора?

Из всех вышеперечисленных теорий прочности наиболее полной, точной и всеобъемлющей является теория Мора. Все её положения были проверены экспериментально. Она подходит как для проверки прочности хрупких материалов (чугун, бетон, кирпич), так и для проверки на прочность пластичных материалов (низкоуглеродистая сталь). Теория наибольших нормальных напряжений и теория наибольших деформаций подходит только для прочностного анализа хрупких материалов, причём только для каких-то определённых условий нагружения, если требовать повышенную точность расчёта. Вот поэтому первые две теории прочности сегодня применять не рекомендуется. Результаты теории наибольших касательных напряжений и теории наибольшей удельной потенциальной энергии формоизменения можно получить в некоторых частных случаях нагружения при применении теории Мора.

Вопрос 6: Что такое сложное сопротивление стержней?

Сложным сопротивлением называются виды нагружения, при которых в поперечных сечениях одновременно действуют несколько внутренних силовых факторов.

Вопрос 7: В чем состоит теория прочности Мора?

Ответ: Теория прочности Мора позволяет учесть различие в свойствах материалов при растяжении и сжатии.

Вопрос 8: Какой изгиб называется косым?

Это изгибы при которых в поперечных сечениях бруса возникали только нормальные напряжения, и, следовательно, имело место одноосное напряженное состояние.

Вопрос 1: Что понимается под устойчивым и неустойчивым равновесием?

Под устойчивостью понимают способность систем сохранять их состояние равновесия или движения во времени под действием малых возмущений. Под неустойчивостью понимают способность систем при действии весьма малых возмущений получать большие перемещения.

Вопрос 2: Что такое приведенная длина стержня? От чего она зависит?

Соответственно, приведенная длина стержня зависит от длины стержня l и от способа закрепления концов стержня

Вопрос 3: Что такое гибкость стержня

Ответ: Отношение расчетной длины стержня к наименьшему радиусу инерции его поперечного сечения.

Вопрос 4: Критические напряжения

Критические напряжения получаются выше предела пропорциональности и ниже предела текучести для пластичных и предела прочности для хрупких материалов.

Вопрос 5: Запишите формулу Ясинского

Вопрос 1: Дайте определение инерционных нагрузок

Ответ: Инерционные нагрузки и соответствующие им напряжения возникают при движении тела с ускорением.

Вопрос 2: На каких допущениях основан расчет деталей на прочность при ударе?

Теория удара опирается на некоторые допущения:

форма изогнутой оси балки при ударе подобна изогнутой оси балки при статическом ее нагружении;

считают, что деформации, вызванные ударом, являются упругими, то есть; массой балки пренебрегают, то есть считают балку невесомой.

Ответ: Кратковременная динамическая нагрузка, возникающая при ударе тел конечной массы о сооружение

Вопрос 4: Чем объяснить то, что при прыжках с высоты человек интуитивно сгибает в коленях ноги?

При прыжке с большой высоты в момент приземления на человека действует сила инерции, тело стремится продолжить движение в том же направлении. Если высота довольно большая при приземлении на прямые ноги (а такое тоже возможно) можно отбить-поломать ноги, получить сотрясение и пр. нежелательные последствия. Сгибание колен дает эффект пружины, приземление более «эластичное» и растянуто во времени: не жесткий толчок костями о почву, а движение вниз-вверх, либо только вниз но с противодествием мышц, замедленно.

Вопрос 5: Сформулируйте теорему о взаимности работ?

Вопрос 1: Сформулируйте теорему Кастильяно?

Формулировка теоремы Кастильяно:

Перемещение точки приложения обобщенной силы по направлению ее действия равно частной производной от потенциальной энергии деформации по этой силе

Для определения перемещения (линейного или углового) в точке, где по условию задачи внешнее усилие (сила или момент) отсутствует, необходимо приложить в этом месте фиктивную обобщенную силу. Далее следует написать выражение для потенциальной энергии деформации от всех сил, включая и фиктивную, и взять от этого выражения производную по фиктивной силе. В полученном выражении для обобщенного перемещения фиктивную нагрузку необходимо принять равной нулю.

Вопрос 2: Сформулируйте теорему о взаимности работ?

Формулировка теоремы о взаимности работ (теоремы Бетти), доказанная в 1872 г Э. Бетти: возможная работа сил первого состояния на соответствующих перемещениях, вызванных силами второго состояния, равна возможной работе сил второго состояния на соответствующих перемещениях, вызванных силами первого состояния.

Вопрос 3: На чем основан энергетический метод определения перемещений балки?

Энергетический прием определения перемещений основан на теореме о том, что частная производная от выражения потенциальной энергии по «силе» P (понимая под Р обобщенную силу) равна вызванному нагрузкой перемещению по направлению этой силы (теорема Кастильяно).

При определении прогиба графоаналитическим методом под фиктивной нагрузкой понимается нагрузка, прикладываемая не к заданной балке, а к фиктивной, расчетная схема которой зависит от условий закрепления заданной балки

Вопрос 5: Что такое перемещения и какова символика их обозначения?

Вопрос 6: Охарактеризуйте предпосылки, на которых построено определение перемещений в стержневых системах?

Помимо расчетов на прочность, при которых определяется связь между приложенными к конструкции нагрузками и напряжениями в точках конструкции, в ряде случаев возникает необходимость выполнения расчетов на жесткость − определения перемещений точек конструкции при заданных нагрузках. Необходимость в таких расчетах возникает в двух случаях: 1) когда по условиям работы перемещения элемента конструкции должны быть ограничены и 2) когда элементы конструкции работают совместно, и смещения (прогибы) одного из них приводят к перераспределению нагрузки на другие.

Вопрос 7: Как формулируется теорема о взаимности перемещений? Приведите доказательство этой теоремы?

Теорема о взаимности перемещений (теорема Максвелла): перемещение точки А под действием силы Р, приложенной в точке В, равно перемещению точки В под действием той же силы, приложенной в точке А.

Если силы то имеем

При действии групповых сил с параметром, равным единице, принцип взаимности перемещений справедлив для соответствующих обобщенных перемещений. Так, например, удлинение отрезка; вызванное действием единичной пары, приложенной в сечении, равно углу поворота сечения, вызванному действием единичных сил, приложенных по концам отрезка по его направлению в противоположные стороны.

Принцип взаимности перемещений есть частный случай принципа взаимности работ в строительной механике.

Вопрос 8: Как формулируется теорема о взаимности работ? Приведите доказательство этой теоремы?

Вопрос 9: В чем отличие действительной работы от возможной?

Действительной работой называется работа силы на ее действительном перемещении. Работа сил при возможных перемещениях называется возможной, или виртуальной.

Вопрос 10: Получите выражение действительной работы внешних и внутренних сил?

Для внутренних сил.

Элементарная работа всех внутренних сил системы будет:

Вопрос 1: Как записывается уравнение трех моментов?

Уравнение трех моментов для неразрезной балки постоянного сечения:

Вопрос 2: Запишите условие прочности балки по нормальным напряжениям?

Условие прочности балки при изгибе по нормальным напряжениям:

Условие прочности при кручении: прочность вала считается обеспеченной, если наибольшиекасательные напряжения

Условие прочности при сдвиге имеет вид:

Вопрос 3: Какие балки называют статически неопределимыми?

Существует три типа плоских статически неопределимых систем: стержневые системы с шарнирно связанными элементами; рамы и балки.

Вопрос 4: Что понимается под выражением «каноническое уравнение» метода сил?

После выбора основной системы составляют уравнения совместности перемещений, каждое из которых должно выражать условие равенства нулю суммарного перемещения по направлению той или иной отброшенной связи от заданной нагрузки и всех лишних неизвестных. Эти уравнения, написанные в определенной форме, называют каноническими уравнениями.

Вопрос 5: Как определяется степень статической неопределимости рамы?

Перед расчетом статически неопределимой конструкции необходимо сначала определить степень статической неопределимости рассматриваемой системы. Для балок и простых рам степень статической неопределимости равна числу лишних опорных связей. В каждой связи возникает опорная реакция, поэтому степень статической неопределимости можно найти, сосчитав разность между количеством неизвестных опорных реакций и числом независимых уравнений статики.

Вопрос 6: Объясните смысловую сторону метода сил?

Наиболее широко применяемым в машиностроении общим методом раскрытия статической неопределимости стержневых и рамных систем является метод сил . Он заключается в том, что заданная статически неопределимая система освобождается от дополнительных связей как внешних, так и взаимных, а их действие заменяется силами и моментами. Величина их в дальнейшем подбирается так, чтобы перемещения в системе соответствовали тем ограничениям, которые накладываются на систему отброшенными связями. Таким образом, при указанном способе решения неизвестными оказываются силы. Отсюда и название «метод сил».

Вопрос 7: Какие методы могут быть использованы для расчета статически неопределимых балок?

Основными методами расчета статически неопределимых систем являются:

Метод конечных элементов.

Помимо указанных аналитических методов при расчете особо сложных систем используются различные численные методы.

Кроме указанной классификации, методы расчета статически неопределимых систем можно расчленить по степени их точности, по области работы материала сооружений, по особенностям расчетных операций и т.д.

Вопрос 8: Чем принципиально отличаются статически неопределимая балка от статически определимой?

Статически неопределимая балка относится к статически неопределимым системам.

Статически неопределимыми называются такие системы, для которых определение внешних реакций и всех внутренних силовых факторов не может быть произведено при помощи метода сечений и уравнений равновесия.

Соответственно статически определимая балка относится к статически определимым системам.

Статическая система называется статически определимой, если число опорных реакций соответствует числу степеней свободы и величины опорных реакций по принципу механического равновесия можно определить из величин внешних нагрузок.

Вопрос 9: Каким методом ведется проверка балки на жесткость?

Осевые перемещения, как правило, несоизмеримо малы, т.е. z Техническая механика

для студентов 3 курса

специальности 20.02.04 Пожарная безопасность

Заместитель директора по УР ГАУ КО ПОО КСТН.Н. Мясникова

Методическим советом ГАУ КО ПОО КСТ

Колганова А.А., методист

Фалалеева А.Б., преподаватель русского языка и литературы

Цветаева Л.В. председатель ПЦК общематематических и естественнонаучных дисциплин

Незванова И.В. преподаватель ГАУ КО ПОО КСТ

Источник