Вид нагружения балочного элемента

Один из основополагающих предметов инженерной практики является наука о сопротивлении материалов внешним воздействиях, которым подвергаются механизмы при их эксплуатации. Сопротивление материалов зиждется на фундаментальных законах физики – законах Ньютона. В работах по сопротивлению материалов исследуются реакции применяемых в конструкции материалов на силовые воздействия. Последние могут быть статическими и динамическими.

---

Чтобы заказать написание дипломной работы по культурологии нужно всего лишь заполнить форму заказа. Переходите по ссылке, заполняйте форму и мы поможем вам с написанием диплома!

---

. Реакции материала конструкции проявляются в его деформациях. Это могут быть линейные перемещения характерных точек, повороты поперечных сечений относительно своих осей и осей исследуемого элемента конструкции и их всевозможные комбинации. Способность конструкции сохранять работоспособность в течение заданного срока службы характеризуется ее прочностью и жесткостью. Прочность – это способность конструкции работать, не разрушаясь, а жесткость – сохранять свои геометрические характеристики в наперед заданных пределах. Отдельно выделяется способность конструкции сохранять свои геометрические характеристики и пространственное положение при продольном нагружении исследуемого элемента конструкции. Конструкции настолько разнообразны, что выделения основных форм было бы довольно сложно оценивать их несущую способность. К основным формам относятся стержень, оболочка, пластина, оболочка и массивное тело. Стержни обладают одним превалирующим размером – длиной, весьма широко применяются в строительстве, судо- и авиастроении. Пластины характеризуются двумя основными параметрами – длиной и шириной. В качестве межэтажных перекрытий широко используются в строительстве промышленных и гражданских зданий и сооружений. Оболочки применяются для формирования пространственных конструкций типа резервуаров, котлов, обшивки корпуса судна или силового набора летательного аппарата и т.п., характеризуются большими протяженностями по двум координатам при незначительной толщине. Массивные тела имеют развитые геометрические параметры по всем трем координатным осям. В качестве примера можно привести фундаменты, подпорные стенки и т.п. Открытие Робертом Гуком закона зависимости деформации от внешнего воздействия стало базовым в развитии науки о сопротивлении материалов. Отечественные ученые внесли существенный вклад в развитие сопромата. Леонард Эйлер, А.В. Головин, Д.И. Журавский, С.П. Тимошенко и другие – яркие представители отечественной и мировой науки о сопротивлении материалов. Среди иностранных ученых можно отметить Д.Бернулли, Коши, Ляме, Пуассона, Прандля, чьи работы в области сопротивления материалов легли в основу этой науки.

При заданной схеме нагружения внешними силовыми факторами опасным с точки зрения несущей способности балки является сечение, отстоящее от левого края балки на величину а, т.е. посередине пролета. В этом сечении балка испытывает одновременно и максимальное перерезывающее усилие Q(x=a) = 6 kH, и максимальный изгибающий момент M(x) = 8 kH*м. По условию задачи определение геометрических параметров сечения проводилось по условию прочности по нормальным напряжениям, но в практических расчетах необходимо учитывать влияние касательных напряжений, т.е. рациональным способом определения геометрических параметров сечения является применение формулы для определения главных напряжений [Л.1] ?_1= 1/2 [?+?(?^2+4*?^2 )]; ?_2=0; ?_3= 1/2 [?-?(?^2+4*?^2 )]. Условие прочности в таком случае записываются следующим образом ?_(?экв?_III ) = ?(?^2+4*?^2 ) ?[?]. Наиболее рациональным расположением поперечного сечения в рабочем положении является ориентация его наиболее удаленной точкою от нейтральной линии сечения против направления действия изгибающего момента. В нашем случае на рисунке 6 поперечное сечение расположено в оптимальном рабочем положении. Такое расположение поперечного сечения в конструкции балки позволяет использовать балку с меньшей погонной массой, следовательно, конструкция будет менее материалоемкой и экономически более дешевой.

1. Саргсян А.Е. Сопротивление материалов. Курс лекций с примерами, Российский государственный университет путей сообщений, www.twirpx.com/file/322007 2. Сопротивление материалов. Под общей ред. акад. АН УССР Г. С. Писаренко. Издательское объединениен «Вища школа», 1973, 672 с., ил.