Pinge tala sektsioonis. Puidu ristlõigetes

Pinge (kompressioon)- see on tala koormuse tüüp, milles see ristlõiked Tekib ainult üks sisejõutegur - pikisuunaline jõud N.

Pinges ja kokkusurumises rakendatakse välisjõude piki pikitelge z (joonis 109).

Joonis 109

Sektsioonide meetodil on võimalik määrata VSF - pikisuunalise jõu N väärtus lihtkoormusel.

Sisejõud (pinged), mis tekivad suvalises ristlõikes pinge (surumise) ajal, määratakse kindlaks kasutades Bernoulli hüpotees tasapinnaliste lõikude kohta:

Tala lame ja teljega risti olev osa enne laadimist jääb laadimise ajal samaks.

Sellest järeldub, et puidu kiud (joonis 110) pikenevad sama palju. See tähendab, et igale kiule mõjuvad sisejõud (st pinged) on identsed ja jaotuvad ristlõikele ühtlaselt.

Joonis 110

Kuna N on sisejõudude resultant, siis N = σ A, mis tähendab, et pinge ja surve normaalpinged σ määratakse valemiga:

[N/mm2 = MPa], (72)

kus A on ristlõike pindala.

Näide 24. Kaks varda: ümmargune ristlõige läbimõõduga d = 4 mm ja nelinurkne ristlõige küljega 5 mm venitatakse sama jõuga F = 1000 N. Kumb varrastest on rohkem koormatud?

Antud: d = 4 mm; a = 5 mm; F = 1000 N.

Defineeri: σ 1 ja σ 2 – varrastes 1 ja 2.

Lahendus:

Venitamisel on varrastes pikisuunaline jõud N = F = 1000 N.

Varraste ristlõike pindalad:

; .

Normaalsed pinged varraste ristlõigetes:

, .

Kuna σ 1 > σ 2, siis esimene ringvarras on rohkem koormatud.

Näide 25. 80 traadist keerutatud kaabel läbimõõduga 2 mm venib jõuga 5 kN. Määrake pinge ristlõikes.

Arvestades: k = 80; d = 2 mm; F = 5 kN.

Määratlege: σ.

Lahendus:

N = F = 5 kN, ,

Siis .

Siin on A 1 ühe juhtme ristlõikepindala.

Märge: Kaabli ristlõige ei ole ring!

2.2.2 pikisuunaliste jõudude N ja normaalpingete σ diagrammid piki tala pikkust

Keeruliselt koormatud tala tugevuse ja jäikuse arvutamiseks pinge ja surve all on vaja teada N ja σ väärtusi erinevates ristlõigetes.

Selleks koostatakse diagrammid: graafik N ja diagramm σ.

Diagramm on pikisuunalise jõu N ja normaalpingete σ muutuste graafik piki tala pikkust.


Pikisuunaline jõud N tala suvalises ristlõikes võrdub kõigi ülejäänud osale rakendatud välisjõudude algebralise summaga, s.o. sektsiooni ühel küljel

Väliseid jõude F, mis venitavad tala ja mis on suunatud lõigust eemale, loetakse positiivseks.


N ja σ joonistamise järjekord

1 Ristlõigete abil jagame puidu osadeks, mille piirid on:

a) sektsioonid tala otstes;

b) kus rakendatakse jõude F;

c) kus ristlõikepindala A muutub.

2 Nummerdame lõigud alates

vaba ots.

3 Iga saidi jaoks, kasutades meetodit

sektsioonides määrame pikisuunalise jõu N

ja koostage skaalal diagramm N.

4 Määrake normaalpinge σ

igal saidil ja sisse ehitada

diagrammi skaala σ.

Näide 26. Koostage astmelise tala pikkuses N ja σ diagrammid (joonis 111).

Arvestades: F1 = 10 kN; F2 = 35 kN; A 1 = 1 cm2; A 2 = 2 cm 2.

Lahendus:

1) Jagame tala sektsioonideks, mille piirideks on: tala otstes olevad lõigud, kuhu rakenduvad välisjõud F, kus ristlõikepindala A muutub - kokku on 4 sektsiooni.

2) Nummerdame lõigud alates vabast otsast:

I-st IV-ni. Joonis 111

3) Iga lõigu jaoks määrame sektsioonimeetodi abil pikisuunalise jõu N.

Pikisuunaline jõud N on võrdne kõigi kiirte ülejäänud osale rakendatud välisjõudude algebralise summaga. Veelgi enam, välisjõude F, tõmbetalasid peetakse positiivseteks.

Tabel 13

4) Ehitame skaalal diagrammi N. Skaalat tähistame ainult positiivsete väärtustega N; diagrammil on pluss- või miinusmärk (pikendus või kokkusurumine) näidatud diagrammi ristkülikus ringis. N positiivsed väärtused on joonistatud diagrammi nulltelje kohal, negatiivsed - telje all.

5) Kontrollimine (suuline): Lõikudes, kus rakendatakse välisjõude F, on diagrammil N vertikaalsed hüpped nende jõududega võrdsed.

6) Määrake iga sektsiooni osades normaalsed pinged:

; ;

; .

Ehitame skaalal diagrammi σ.

7) Eksam: N ja σ märgid on samad.

Mõelge ja vastake küsimustele

1) see on võimatu; 2) see on võimalik.

53 Kas varraste tõmbe- (surve)pinged sõltuvad nende ristlõike kujust (ruut, ristkülik, ring jne)?

1) sõltuvad; 2) ei sõltu.

54 Kas ristlõike pinge suurus sõltub materjalist, millest varras on valmistatud?

1) oleneb; 2) ei sõltu.

55 Millised ümarvarda ristlõike punktid on pinge all rohkem koormatud?

1) tala teljel; 2) ringi pinnal;

3) ristlõike kõigis punktides on pinged ühesugused.

56 Terasest ja puidust vardad koos võrdne ala ristlõikeid venitatakse võrdsete jõududega. Kas varrastes tekkivad pinged on võrdsed?

1) terases on pinge suurem;

2) puidus on pinge suurem;

3) varrastesse tekivad võrdsed pinged.

57 Puidu jaoks (joonis 112) koostage N ja σ diagrammid, kui F 1 = 2 kN; F2 = 5 kN; A 1 = 1,2 cm2; A 2 = 1,4 cm 2.

  • 2.2. Lõike raskuskese ja staatilise momendi omadus
  • 2.3. Sõltuvused inertsmomentide vahel paralleelsete telgede suhtes
  • 2.4. Lihtkujude inertsmomentide arvutamine
  • 2.5. Inertsimomentide muutumine koordinaattelgede pööramisel
  • 2.6. Peamised teljed ja peamised inertsimomendid
  • 2.7. Inertsmomentide omadus sümmeetriatelgede suhtes
  • 2.8. Regulaarkujude inertsmomentide omadus kesktelgede suhtes
  • 2.9. Keeruliste kujundite inertsmomentide arvutamine
  • 2.10. Näited peamiste kesktelgede ja lõikude peamiste inertsimomentide määramise kohta
  • Enesetesti küsimused
  • 3.1. Põhimõisted
  • 3.2. Keha materiaalse osakese tasakaalu diferentsiaalvõrrandid tasapinnalise ülesande korral
  • 3.3. Stressiseisundi uurimine antud kehapunktis
  • 3.4. Peamised valdkonnad ja peamised pinged
  • 3.5. Äärmuslik nihkepinge
  • 3.6. Mahulise pingeseisundi mõiste
  • 3.6.1. Peamised pinged
  • 3.6.2. Äärmuslik nihkepinge
  • 3.6.3. Rõhud suvalise kaldega platvormidel
  • Enesetesti küsimused
  • Ühtse riigieksami piletite küsimuste valikud
  • 4.1. Cauchy suhted
  • 4.2. Suhteline deformatsioon mis tahes suunas
  • 4.3. Analoogia pingete ja pingeseisundite sõltuvuste vahel punktis
  • 4.4. Mahuline deformatsioon
  • Enesetesti küsimused
  • Ühtse riigieksami piletite küsimuste valikud
  • 5.1. Hooke'i seadus pinges ja surves
  • 5.2. Poissoni suhe
  • 5.3. Hooke'i seadus tasapinnaliste ja mahuliste pingeseisundite jaoks
  • 5.4. Hooke'i seadus nihke all
  • 5.5. Elastsete deformatsioonide potentsiaalne energia
  • 5.6. Castigliano teoreem
  • Enesetesti küsimused
  • Ühtse riigieksami piletite küsimuste valikud
  • Peatükk 6. Materjalide mehaanilised omadused
  • 6.1. Üldteave materjalide mehaanilise testimise kohta
  • 6.2. Materjali testimismasinad
  • 6.3. Näidised materjalide tõmbekatseteks
  • 6.6. Temperatuuri ja muude tegurite mõju materjalide mehaanilistele omadustele
  • 6.7.1. Mullakeskkonna omadused
  • 6.7.2. Mulla mehaanilise käitumise mudelid
  • 6.7.3. Mullaproovide proovid ja katseskeemid
  • 6.8. Arvutatud, piiravad, lubatud pinged
  • Enesetesti küsimused
  • Ühtse riigieksami piletite küsimuste valikud
  • Peatükk 7. Materjalide piirolekuteooriad
  • 7.1. Põhimõisted
  • 7.2. Suurimate normaalpingete teooria (esimene tugevuse teooria)
  • 7.3. Suurimate suhteliste pikenemiste teooria (teine ​​tugevuse teooria)
  • 7.4. Suurimate tangentsiaalsete pingete teooria (kolmas tugevuse teooria)
  • 7.5. Energiateooria (neljas tugevuse teooria)
  • 7.6. More'i teooria (fenomenoloogiline teooria)
  • 7.8. Muldade piirolekuteooriad
  • 7.9. Stressi kontsentratsioon ja selle mõju tugevusele aja jooksul püsivate pingete korral
  • 7.10. Hapra murdumise mehaanika
  • Enesetesti küsimused
  • Peatükk 8. Pinge ja surve
  • 8.1. Pingeseisund tala punktides
  • 8.1.1. Pinged ristlõigetes
  • 8.1.2. Pinged kaldus lõikudes
  • 8.2. Liigutused pinge ajal (kompressioon)
  • 8.2.1. Liikuvad tala telje punktid
  • 8.2.2. Varrassüsteemide sõlmede liikumised
  • 8.3. Tugevuse arvutused
  • 8.4. Potentsiaalne energia pinge ja kokkusurumise ajal
  • 8.5. Staatiliselt määramatud süsteemid
  • 8.5.1. Põhimõisted
  • 8.5.2. Kahes otsas põimitud tala ristlõigete pingete määramine
  • 8.5.5. Temperatuurile alluvate staatiliselt määramatute lamedate varraste süsteemide arvutamine
  • 8.5.6. Paigalduspinged staatiliselt määramata lamedate varraste süsteemides
  • Enesetesti küsimused
  • Ühtse riigieksami piletite küsimuste valikud
  • Peatükk 9. Nihke ja vääne
  • 9.1. Nihkeühenduste praktiline arvutamine
  • 9.1.1. Neetide, tihvtide ja poltide ühenduste arvutamine
  • 9.1.2. Keevisliidete arvutamine nihke jaoks
  • 9.2. Torsioon
  • 9.2.1. Põhimõisted. Pöördemomendid ja nende diagrammide joonistamine
  • 9.2.2. Ringikujulise ristlõikega sirge tala väände ajal tekkivad pinged ja deformatsioonid
  • 9.2.3. Ringikujulise ristlõikega tala väändumise ajal tekkiva pingeseisundi analüüs. Peamised pinged ja põhivaldkonnad
  • 9.2.4. Potentsiaalne energia ümmarguse ristlõikega tala väände ajal
  • 9.2.5. Ümmarguse ristlõikega tala tugevuse ja väändejäikuse arvutamine
  • 9.2.6. Väikese sammuga silindriliste spiraalvedrude arvutamine
  • 9.2.7. Kinnise profiiliga õhukeseseinalise tala väändumine
  • 9.2.8. Mitteringikujulise ristlõikega sirge tala väändumine
  • 9.2.9. Õhukeseseinalise lahtise profiilpuidu torsioon
  • Enesetesti küsimused
  • Ühtse riigieksami piletite küsimuste valikud
  • 10.1. Üldmõisted
  • 10.2. Sirge puhas kurv. Normaalsete pingete määramine
  • 10.3. Nihkepinged põikpainutamisel
  • 10.4. Õhukeseseinaliste talade painutamisel tekkivad pinged
  • 10.5. Painde keskpunkti mõiste
  • 10.6. Painutusstressi analüüs
  • 10.7. Talade tugevuse kontrollimine painutamisel
  • 10.8. Talade ristlõigete ratsionaalne kuju
  • 10.10. Konstantse ristlõikega talade nihkete määramine otseintegratsiooni meetodil
  • 10.11. Konstantse ristlõikega talade nihkete määramine algparameetrite meetodil
  • Enesetesti küsimused
  • Ühtse riigieksami piletite küsimuste valikud
  • Rakendused
  • 9. PEATÜKK Nihke ja väänemine

    Joonisel fig. 9.13, on nelja sektsiooniga. Kui arvestada vasakpoolsele lõikeosale rakendatud jõudude süsteemide tasakaalutingimusi, võime kirjutada:

    1. jagu

    a (joonis 9.13, b).

    Mx0: Mcr m x dx 0; Mkr

    dx.

    2. jagu

    a x2

    a b (joon. 9.13, c).

    Mx 0 : Mcr m x dx M1 0 ; Mkr m x dx M1 .

    3. jagu

    a b x2

    a b c (joon. 9.13, d).

    M0;

    x dx M .

    4. jagu

    a b c x2 a b c d .

    Mx 0 : Mcr m x dx M1 M2 0 ;

    M kr

    m x dx M1 M2 .

    Seega on pöördemoment Mcr tala ristlõikes võrdne kõigi lõigu ühel küljel mõjuvate välisjõudude momentide algebralise summaga.

    9.2.2. Ringikujulise ristlõikega sirge tala väände ajal tekkivad pinged ja deformatsioonid

    Nagu juba mainitud, saaks tangentsiaalpingete summaarseid pingeid määrata sõltuvusest (9.14), kui oleks teada nende jaotumise seadus tala ristlõikel. Selle seaduse analüütilise kindlaksmääramise võimatus sunnib pöörduma talade deformatsioonide eksperimentaalse uurimise poole.

    V. A. Žilkin

    Vaatleme tala, mille vasakpoolne ots on jäigalt kinni ja paremale otsale rakendatakse väändemomenti M cr. Enne tala koormamist momendiga kanti selle pinnale ristvõrk lahtri mõõtmetega a×b (joon. 9.14, a). Pärast väändemomendi M cr rakendamist pöörleb tala parem ots tala vasaku otsa suhtes nurga võrra, samal ajal kui keerdtala sektsioonide vahelised kaugused ei muutu ja otsaosasse tõmmatud raadiused jääb sirgeks, st võib eeldada, et lamedate lõikude hüpotees on täidetud (joon. 9.14, b). Sektsioonid, mis on enne tala deformeerimist tasased, jäävad pärast deformatsiooni tasaseks, pöörledes nagu kõvakettad, üks teise suhtes teatud nurga all. Kuna tala sektsioonide vaheline kaugus ei muutu, on pikisuunaline suhteline deformatsioon x 0 võrdne nulliga. Võre pikijooned omandavad spiraalse kuju, kuid nendevaheline kaugus jääb konstantseks (seega, y 0), ristkülikukujulised ruudustiku lahtrid muutuvad rööpkülikuteks, külgede mõõtmed ei muutu, s.t. mis tahes puidukihi valitud elementaarmaht on puhta nihke tingimustes.

    Lõikame kahes ristlõikes välja talaelemendi pikkusega dx (joon. 9.15). Tala koormamise tulemusena pöörleb elemendi parempoolne osa vasaku suhtes nurga d võrra. Sel juhul pöörleb silindri generaator nurga all

    9. PEATÜKK Nihke ja väänemine

    nihe Kõik sisemiste raadiusega silindrite generaatorid pöörlevad sama nurga all.

    Vastavalt joonisele fig. 9,15 kaar

    ab dx d .

    kus d dx nimetatakse suhteliseks pöördenurgaks. Kui sirge tala ristlõigete mõõtmed ja neis mõjuvad pöördemomendid on mingis piirkonnas konstantsed, siis on ka väärtus konstantne ja võrdne selles piirkonnas oleva summaarse väändenurga suhtega selle pikkusesse L, s.o. L.

    Läbides vastavalt Hooke'i seadusele nihkejõu (G) pingetele, saame

    Niisiis tekivad tala ristlõigetes väände ajal tangentsiaalsed pinged, mille suund igas punktis on risti raadiusega, mis ühendab seda punkti lõigu keskpunktiga, ja suurus on otseselt võrdeline

    V. A. Žilkin

    punkti kaugus keskpunktist. Keskpunktis (punktis 0 ) on tangentsiaalsed pinged null; punktides, mis asuvad kiire välispinna vahetus läheduses, on need suurimad.

    Asendades leitud pingejaotuse seaduse (9.18) võrdsusega (9.14), saame

    Mkr G dF G 2 dF G J ,

    kus J d 4 on ringikujulise põiki polaarne inertsimoment

    laiast puidust osast.

    Toode G.J.

    nimetatakse külgjäikuseks

    tala osa väände ajal.

    Kõvaduse mõõtühikud on

    on N·m2, kN·m2 jne.

    Alates (9.19) leiame kiire suhtelise pöördenurga

    M kr

    ja siis, elimineerides võrdsusest (9.18), saame valemi

    ümartalade väändepingete jaoks

    M kr

    Kõrgeimad pinge väärtused saavutatakse lõpus

    d 2 lõigu ekskursioonipunktid:

    M kr

    M kr

    M kr

    nimetatakse ümmarguse ristlõikega võlli väändetakistusmomendiks.

    Väändetakistuse momendi mõõde on cm3, m3 jne.

    mis võimaldab määrata kogu tala pöördenurka

    GJ cr.

    Kui talal on mitu sektsiooni, millel on erinevad analüütilised avaldised M cr või erinevaid tähendusi ristlõike jäikus GJ , siis

    Mkr dx

    Pikkuse L konstantse ristlõikega tala puhul, mis on otstest koormatud kontsentreeritud jõudude paaridega momendiga M cr,

    D ja sisemine d. Ainult sel juhul on J ja W cr vajalikud

    arvutada valemite abil

    Mkr L

    1 c 4; W kr

    1 c 4; c

    Tangentsiaalsete pingete diagramm õõnestala lõikes on näidatud joonisel fig. 9.17.

    Tahkete ja õõnestalade tangentsiaalsete pingete diagrammide võrdlus näitab õõnesvõllide eeliseid, kuna sellistes võllides kasutatakse materjali ratsionaalsemalt (madala pinge piirkonnas olev materjal eemaldatakse). Selle tulemusena muutub pingete jaotus ristlõikes ühtlasemaks ja tala ise muutub kergemaks,

    kui võrdse tugevusega tahke tala - joon. 9,17 ristlõige, hoolimata mõnest

    sülemi välisläbimõõdu suurenemine.

    Aga väändes töötavaid talasid projekteerides tuleks arvestada, et rõngakujulise sektsiooni puhul on nende valmistamine keerulisem, seega ka kulukam.

    Tala venitamisel (surumisel) selle ristlõiked ainult tekkida normaalsed pinged. Vastavate elementaarjõudude resultant o, dA on pikisuunaline jõud N- saab leida jaotise meetodi abil. Selleks, et oleks võimalik määrata normaalpingeid teadaoleva pikijõu väärtuse juures, on vaja kehtestada tala ristlõike jaotuse seadus.

    See probleem lahendatakse selle põhjal lamedate osade proteesid(J. Bernoulli hüpoteesid), mis ütleb:

    tala lõigud, mis on lamedad ja enne deformatsiooni oma telje suhtes normaalsed, jäävad tasaseks ja telje suhtes normaalseks ka deformatsiooni ajal.

    Tala venitamisel (tehtud näiteks Sest suurem kogemuste selgus kummist), pinnal keda rakendatakse piki- ja põikimärkide süsteemi (joonis 2.7, a), saate veenduda, et märgid jäävad sirgeks ja üksteisega risti, muuta ainult

    kus A on tala ristlõikepindala. Jättes välja indeksi z, saame lõpuks

    Tavaliste pingete puhul võetakse kasutusele sama märkide reegel, mis pikijõudude puhul, s.t. venitamisel loetakse pinget positiivseks.

    Tegelikult sõltub pingete jaotus välisjõudude rakendumiskohaga külgnevates talaosades koormuse rakendamise meetodist ja võib olla ebaühtlane. Eksperimentaalsed ja teoreetilised uuringud näitavad, et see pingejaotuse ühtluse rikkumine on kohalik iseloom. Talaosades, mis paiknevad laadimiskohast ligikaudu tala suurima põikimõõtmega võrdsel kaugusel, võib pingejaotust pidada peaaegu ühtlaseks (joonis 2.9).

    Vaadeldav olukord on erijuhtum Püha Venanti põhimõte mille saab sõnastada järgmiselt:

    Pingete jaotus sõltub oluliselt välisjõudude rakendamise meetodist ainult laadimiskoha lähedal.

    Jõude rakendamise kohast piisavalt kaugel asuvates osades sõltub pingejaotus praktiliselt ainult nende jõudude staatilisest ekvivalendist, mitte aga nende rakendamise viisist.

    Seega, kasutades Saint-Venanti põhimõte ja abstraheerides lokaalsete pingete küsimusest, on meil võimalus (nii selles kui ka järgmistes kursuse peatükkides) mitte olla huvitatud väliste jõudude rakendamise konkreetsetest viisidest.

    Kohtades, kus on järsk muutus tala ristlõike kujus ja suuruses, tekivad ka lokaalsed pinged. Seda nähtust nimetatakse stressi kontsentratsioon, mida me selles peatükis arvesse ei võta.

    Juhtudel, kui normaalpinged tala erinevates ristlõigetes ei ole samad, on soovitatav näidata nende muutumise seadust tala pikkuses graafiku kujul - tavalised pingediagrammid.

    Näide 2.3. Astmeliselt muutuva ristlõikega tala jaoks (joonis 2.10a) koostage pikisuunaliste jõudude diagrammid Ja normaalne stress.

    Lahendus. Jagame puidu osadeks, alustades tasuta messengerist. Sektsioonide piirideks on kohad, kus rakenduvad välised jõud ja muutuvad ristlõike mõõtmed, st tala on viie sektsiooniga. Ainult diagrammide koostamisel N puit tuleks jagada ainult kolmeks osaks.

    Sektsioonimeetodi abil määrame tala ristlõigetes pikisuunalised jõud ja konstrueerime vastava diagrammi (joon. 2.10.6). Diagrammi I konstruktsioon ei erine põhimõtteliselt näites 2.1 käsitletust, seega jätame selle konstruktsiooni üksikasjad välja.

    Arvutame normaalpinged valemi (2.1) abil, asendades jõudude väärtused njuutonites ja pindalad ruutmeetrites.

    Igas sektsioonis on pinged konstantsed, st. e. diagramm selles piirkonnas on sirgjoon, paralleelne abstsissteljega (joonis 2.10, c). Tugevusarvutuste jaoks pakuvad huvi eelkõige need lõigud, kus tekivad suurimad pinged. Oluline on, et need antud juhul ei langeks kokku nende lõikudega, kus pikisuunalised jõud on maksimaalsed.

    Juhtudel, kui tala ristlõige kogu pikkuses on konstantne, diagramm A nagu diagramm N ja erineb sellest ainult skaala poolest, seetõttu on loomulikult mõttekas koostada ainult üks näidatud diagrammidest.

    Tala ristlõikes tekkiv pikisuunaline jõud N on ristlõikepinnale jaotunud sisemiste normaaljõudude resultant ja on seotud selles lõigus tekkivate normaalpingetega sõltuvuse (4.1) kaudu:

    siin on normaalne pinge suvalises ristlõikepunktis, mis kuulub elementaaralasse - tala ristlõike pindala.

    Korrutis esindab elementaarset sisejõudu pindala dF kohta.

    Pikisuunalise jõu N suurust saab igal konkreetsel juhul hõlpsasti määrata sektsioonimeetodi abil, nagu on näidatud eelmises lõigus. Pingete a väärtuste leidmiseks tala ristlõike igas punktis peate teadma nende jaotumise seadust sellel lõigul.

    Normaalsete pingete jaotumise seadust tala ristlõikes kujutatakse tavaliselt graafikuga, mis näitab nende muutumist piki ristlõike kõrgust või laiust. Sellist graafikut nimetatakse normaalpingeskeemiks (diagramm a).

    Avaldist (1.2) saab rahuldada lõputult suur number pingediagrammide tüübid a (näiteks joonisel 4.2 näidatud diagrammidega a). Seetõttu on normaalpingete jaotumise seaduse selgitamiseks tala ristlõigetes vaja läbi viia katse.

    Joonistame tala külgpinnale enne selle koormamist tala teljega risti olevad jooned (joonis 5.2). Iga sellist joont võib pidada tala ristlõiketasandi jäljeks. Tala koormamisel telgjõuga P jäävad need jooned, nagu kogemus näitab, sirged ja üksteisega paralleelsed (nende asukohad pärast tala koormamist on näidatud joonisel 5.2 katkendjoontega). See võimaldab eeldada, et tala ristlõiked, mis on enne koormamist tasased, jäävad koormuse mõjul tasaseks. See kogemus kinnitab tasapinnaliste lõigete hüpoteesi (Bernoulli hüpotees), mis on sõnastatud § 6.1 lõpus.

    Kujutagem ette kiirt, mis koosneb lugematutest kiududest, mis on paralleelsed tema teljega.

    Tala venitamisel jäävad kõik kaks ristlõiget tasaseks ja üksteisega paralleelseks, kuid eemalduvad üksteisest teatud määral; Iga kiud pikeneb sama palju. Ja kuna samad pikendused vastavad samadele pingetele, on pinged kõigi kiudude ristlõigetes (ja sellest tulenevalt ka tala ristlõike kõigis punktides) üksteisega võrdsed.

    See võimaldab meil avaldises (1.2) võtta integraalimärgist välja väärtuse a. Seega

    Niisiis tekivad tala ristlõigetes tsentraalse pinge või kokkusurumise ajal ühtlaselt jaotatud normaalpinged, mis on võrdsed pikisuunalise jõu ja ristlõikepindala suhtega.

    Kui tala mõned sektsioonid nõrgenevad (näiteks neetide aukude tõttu), tuleks nende sektsioonide pingete määramisel arvesse võtta nõrgestatud sektsiooni tegelikku pindala, mis on võrdne täisala vähendatakse sumbumisala suuruse võrra

    Normaalsete pingete muutuste visuaalseks kujutamiseks varda ristlõigetes (piki selle pikkuses) koostatakse normaalpingete diagramm. Selle diagrammi telg on sirge segment, mis on võrdne varda pikkusega ja paralleelne selle teljega. Konstantse ristlõikega varda puhul on normaalpingete diagrammil sama kuju kui pikijõudude diagrammil (erineb sellest ainult aktsepteeritud skaalal). Muutuva ristlõikega varda puhul on nende kahe diagrammi välimus erinev; eelkõige varda puhul, mille ristlõigete muutumise seadus on astmeline, on normaalpingeskeemil hüppeid mitte ainult lõikudes, kus rakendatakse kontsentreeritud aksiaalseid koormusi (kus pikisuunalisel jõudiagrammil on hüppeid), vaid ka kohtades, kus mõõtmed on ristlõigete muutumisest. Normaalpingete jaotumise diagrammi koostamist piki varda pikkust vaadeldakse näites 1.2.

    Vaatleme nüüd pingeid tala kaldsektsioonides.

    Tähistame kaldlõike ja ristlõike vahelist nurka (joon. 6.2, a). Nõustume, et nurk a on positiivne, kui ristlõiget tuleb pöörata selle nurga võrra vastupäeva, et joonduda kaldlõikega.

    Nagu juba teada, on kõikide tala teljega paralleelsete kiudude pikenemine selle venitamisel või kokkusurumisel ühesugune. See võimaldab eeldada, et pinged p kõigis kaldlõike (nagu ka ristlõike) punktides on samad.

    Mõelgem alumine osa puit, lõigu kaupa ära lõigatud (joon. 6.2, b). Tema tasakaalutingimustest järeldub, et pinged on paralleelsed tala teljega ja on suunatud jõule P vastupidises suunas ning lõikes mõjuv sisejõud on võrdne P-ga. Siin on pindala kaldus lõik võrdne (kus on tala ristlõikepindala).

    Seega

    kus on normaalpinged tala ristlõigetes.

    Jagame pinge kaheks pingekomponendiks: normaal, mis on risti lõiketasandiga, ja puutuja, mis on paralleelne selle tasandiga (joonis 6.2, c).

    Saame avaldiste väärtused ja nendest

    Tavalist pinget peetakse pinge korral tavaliselt positiivseks ja kokkusurumisel negatiivseks. Tangentsiaalne pinge on positiivne, kui seda esindav vektor kaldub pöörama keha päripäeva ümber mis tahes punkti C, mis asub lõigu sisenormaalil. Joonisel fig. 6.2, c näitab positiivset nihkepinget ta ja joonisel fig. 6,2, g - negatiivne.

    Valemist (6.2) järeldub, et normaalpingete väärtused on (at kuni null (punktis a). Seega tekivad tala ristlõigetes suurimad (absoluutväärtuses) normaalpinged. Seetõttu on a tugevus tõmbe- või kokkusurutud tala arvutatakse vastavalt normaalsed pinged selle ristlõigetes.

    Kui otsese või kaldpainde ajal mõjub tala ristlõikes ainult paindemoment, siis on vastavalt puhas sirge või puhas kaldpain. Kui ristlõikes tegutseb ka nihkejõud, siis on põiki sirge või põiki kaldus painutus. Kui paindemoment on ainus sisejõu tegur, siis sellist paindet nimetatakse puhas(joonis 6.2). Kui on nihkejõud, nimetatakse painutamist põiki. Rangelt võttes lihtsad tüübid kehtib ainult vastupanu puhas painutus; Põikpainutamine liigitatakse tinglikult lihtsaks takistuse tüübiks, kuna enamikul juhtudel (piisavalt pikkade talade puhul) võib põikjõu mõju tugevuse arvutamisel tähelepanuta jätta. Vaadake tasapinnalise paindetugevuse tingimust. Tala painutamiseks arvutamisel on üks olulisemaid ülesandeid selle tugevuse määramine. Tasapinnalist painutamist nimetatakse põiksuunaliseks, kui tala ristlõigetes tekib kaks sisejõutegurit: M - paindemoment ja Q - põikjõud ning puhtaks, kui tekib ainult M. põiki painutamine jõutasand läbib tala sümmeetriatelge, mis on lõike üks peamisi inertstelge.

    Kui tala paindub, siis mõned selle kihid venivad, teised surutakse kokku. Nende vahel on neutraalne kiht, mis ainult paindub ilma pikkust muutmata. Neutraalse kihi ja ristlõiketasandi lõikumisjoon langeb kokku teise inertsi peateljega ja seda nimetatakse neutraaljooneks (neutraaltelg).

    Paindemomendi toimel tekivad tala ristlõigetes normaalsed pinged, mis on määratud valemiga

    kus M on vaadeldava lõigu paindemoment;

    I – tala ristlõike inertsimoment neutraaltelje suhtes;

    y on kaugus neutraalteljest punktini, kus pinged määratakse.

    Nagu valemist (8.1) näha, on normaalpinged tala kõrguse lõikes lineaarsed, saavutades maksimaalse väärtuse neutraalkihist kõige kaugemates punktides.

    kus W on tala ristlõike takistusmoment neutraaltelje suhtes.

    27.Tangiaalsed pinged tala ristlõikes. Žuravski valem.

    Žuravski valem võimaldab teil määrata painde ajal tekkivad nihkepinged, mis tekivad tala ristlõike punktides, mis asuvad neutraalteljest x kaugusel.

    ŽURAVSKKI VALEMI TULETAMINE

    Lõikame ristkülikukujulise ristlõikega talast (joon. 7.10, a) kaheks osaks pikkuse ja täiendava pikilõikega elemendi (joon. 7.10, b).

    Vaatleme ülemise osa tasakaalu: paindemomentide erinevuse tõttu tekivad erinevad survepinged. Selleks, et see tala osa oleks tasakaalus (), peab selle pikilõikes tekkima tangentsiaalne jõud. Tala osa tasakaaluvõrrand:

    kus integreerimine toimub ainult tala ristlõikepinna äralõigatud osa kohal (varjutatud joonisel 7.10), – ristlõikepinna äralõigatud (varjutatud) osa staatiline inertsimoment neutraalse x-telje suhtes.

    Oletame, et tala pikilõikes tekkivad tangentsiaalsed pinged () jaotuvad ristlõikes ühtlaselt kogu selle laiuse () ulatuses:

    Saame tangentsiaalsete pingete avaldise:

    , a , siis valem tangentsiaalsete pingete () jaoks, mis tekivad tala ristlõike punktides, mis asuvad neutraalteljest x kaugusel y:

    Žuravski valem

    Žuravski valemi sai 1855. aastal D.I. Žuravski kannab seetõttu tema nime.

    Seotud väljaanded