Понятие о несущей способности упругодеформируемых конструкций

Содержание

Слайд 2

Практическое занятие 3.2 Несущая способность деформируемых систем /продолжение/ Тема 3 Понятие

Практическое занятие 3.2
Несущая способность деформируемых систем /продолжение/

Тема 3 Понятие о несущей способности

упругодеформируемых конструкций

Строительная механика РН

Оценить запас устойчивости стержней
Для решения задач необходимо использовать учебный материал лекции 3.2 /уравнение Эйлера/

Слайд 3

Задача 3.9 Оценить несущую способность стержня квадратного сечения со стороной а

Задача 3.9
Оценить несущую способность стержня квадратного сечения со стороной а и

длинной l, выполненного из дюралюминиевого сплава, если на него действует сжимающая сила N (см. рисунок)
Примечание: несущая способность стержня будет обеспечена
(стержень не потеряет устойчивость), если коэффициент
запаса устойчивости nуст > 1
Дано:
а = 1 см
l = 1 м
N = 100 Н
Е = 71 ГПа
nуст ‒ ?
Ответ: nуст =
Вывод:

Оценить запас устойчивости стержней

Слайд 4

Задача 3.10 Оценить несущую способность стержня круглого сечения, диаметром d и

Задача 3.10
Оценить несущую способность стержня круглого сечения, диаметром d и длинной

l, выполненного из дюралюминиевого сплава, если на него действует сжимающая сила N (см. рисунок)
Примечание: несущая способность стержня будет обеспечена
(стержень не потеряет устойчивость), если коэффициент
запаса устойчивости nуст > 1
Дано:
d = 1 см
l = 1 м
N = 100 Н
Е = 71 ГПа
nуст ‒ ?
Ответ: nуст =
Вывод:

Оценить запас устойчивости стержней

Слайд 5

Задача 3.11 Какой вид крепления (см. рис) стержня квадратного сечения со

Задача 3.11
Какой вид крепления (см. рис) стержня квадратного сечения со стороной
а

= 1 см и длинной l = 1 м, выполненного из легированной стали (Е = 210 ГПа) обеспечит его устойчивость, если на стержень действует сжимающая сила N = 2000 Н?
Вывод:

Оценить запас устойчивости стержней

μ = 1

Слайд 6

Задача 3.12 Оценить несущую способность стержня прямоугольного сечения со сторонами а

Задача 3.12
Оценить несущую способность стержня прямоугольного сечения со сторонами а и

b, длинной l, выполненного из дюралюминиевого сплава, если на него действует сжимающая сила N (см. рисунок)
Примечание: несущая способность стержня будет обеспечена
(стержень не потеряет устойчивость), если коэффициент
запаса устойчивости nуст > 1
Дано:
а = 1 см
b = 2 см
l = 1 м
N = 300 Н
Е = 71 ГПа
nуст ‒ ?
Ответ: nуст =
Вывод:

Оценить запас устойчивости стержней

Слайд 7

Оценить запас устойчивости стержней Задача 3.13 Как изменится значение критической силы

Оценить запас устойчивости стержней

Задача 3.13
Как изменится значение критической силы Nкр (см.

рисунок), если стержень с круглым сечением заменить на стержень с квадратным сечением? При условии, что длина и масса стержней одинаковые?
Примечание: площади поперечных селений стержней равны
Ответ:
Вывод:

Дано:
а = 1 см
b = 2 см
l = 1 м
N = 300 Н
Е = 71 ГПа
nуст ‒ ?

Слайд 8

Оценить запас устойчивости стержней Задача 3.14 Определить минимальное значение стороны а

Оценить запас устойчивости стержней

Задача 3.14
Определить минимальное значение стороны а квадратного сечения

стержня, выполненного из дюралюминиевого сплава длиной l, чтобы он не потерял устойчивость при действии сжимающей силы N (см. рисунок)
Примечание: минимальное значение стороны квадратного сечения определяется при значении коэффициента запаса устойчивости nуст = 1
Ответ: аmin =

Дано:
l = 1 м
N = 300 Н
Е = 71 ГПа
аmin ‒ ?

Слайд 9

Оценить запас устойчивости стержней Задача 3.15 Определить, как изменится значение критической

Оценить запас устойчивости стержней

Задача 3.15
Определить, как изменится значение критической силы Nкр,

если круглый стержень заменить на трубу с таким же внешнем диаметром, при условии, что замена формы поперечного сечения стержня приведёт к уменьшению массы стержня в 2 раза (см. рисунок)
Примечание: первоначально необходимо определить внутренний диаметр трубы
Ответ:
Вывод:
Слайд 10

Оценить запас устойчивости стержней Задача 3.16 Оценить несущую способность стержня квадратного

Оценить запас устойчивости стержней

Задача 3.16
Оценить несущую способность стержня квадратного сечения со

стороной а и длинной l, выполненного из дюралюминиевого сплава (см. рисунок):
а) равномерно нагреть стержень на температуру ΔТ = 20°С
б) равномерно охладить стержень на температуру ΔТ = 200°С
Примечание: при растяжении σT > 0; при сжатии σT < 0,
обратить внимание на вид закрепления стержня (коэффициент μ)
Ответ: nуст = nпр =
Вывод:

Дано:
l = 1 м
а = 0,01 м
Е = 71 ГПа
σв = 360 МПа
α = 2,25∙10-5 1/К
ΔТа = +20°С
ΔТб = ‒200°С
nуст ‒ ?
nпр ‒ ?

Слайд 11

Оценить запас устойчивости стержней Задача 3.17 Какой из стержней квадратного сечения

Оценить запас устойчивости стержней

Задача 3.17
Какой из стержней квадратного сечения одинаковой длины

l = 1 м, имеет наименьшую массу mmin, если все стержни обеспечивают устойчивость при действии сжимающей силы N = 1000 Н (см. рисунок)?
Стержни выполнены из следующих конструкционных материалов:
легированная сталь (Е = 210 ГПа; ρ = 7850 кг/м3)
дюралюминиевый сплав (Е = 71 ГПа; ρ = 2800 кг/м3)
титановый сплав (Е = 112 ГПа; ρ = 4500 кг/м3)
Примечание: минимальное значение стороны квадратного сечения определяется при значении коэффициента запаса устойчивости nуст = 1
Вывод: