З А Д А Ч А № 2. Статически неопределимые стержневые системы
Степень статической неопределимости системы определяем как разницу между числом неизвестных усилий Ni (их две) и числом независимых уравнений равновесия (одно). i = 2 — 1 = 1. Система один раз статически неопределима. Необходимо одно дополнительное уравнение. Для статически неопределимой стержневой системы (рис. 2), загруженной внешней нагрузкой, первый стержень, в которой нагревается на Дt =100o… Читать ещё >
З А Д А Ч А № 2. Статически неопределимые стержневые системы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Для статически неопределимой стержневой системы (рис. 2), загруженной внешней нагрузкой, первый стержень, в которой нагревается на Дt =100o C, а второй изготовлен короче номинального размера на д2 = 0,25 мм.
Требуется:
- 1. Определить усилия в стержнях, учитывая, что первый стержень стальной (Е1=2105 МПа; бt = 1,25Ч10−5); а второй — медный (Е2 = 105МПа).
- 2. Определить напряжения в стержнях и проверить их прочность, принимая допускаемые напряжения: для стали [у] = 160 МПа, для меди [у] = 80 МПа.
- 3. Из условия прочности для наиболее нагруженного стержня определить допускаемую нагрузку [F]. Числовые данные — в таблице 2.
Таблица 2.
Номер варианта. | Нагрузка. | Длина участков элемента и стержней, м. | Площадь сечения, см2 | Угол, град. | |||||||||
F1, кН | F2, кН | q,кН/м. | a. | b. | c. | l1 | l2 | А1 | А2 | б1 | б2 | ||
; | ; | 5,4. | 2,6. | 0,8. | 1,0. | 1,2. | |||||||
; | ; | 4,8. | 2,8. | 1,2. | 1,4. | 1,0. | |||||||
; | ; | 4,6. | 2,4. | 1,4. | 1,0. | 1,4. | |||||||
; | ; | 4,4. | 2,8. | 0,8. | 1,4. | 1,2. | |||||||
; | ; | 4,8. | 2,6. | 0,6. | 1,4. | 1,0. | |||||||
; | ; | 4,6. | 2,6. | 1,4. | 1,6. | 1,4. | |||||||
; | ; | 5,2. | 2,4. | 1,0. | 1,4. | 1,2. | |||||||
; | ; | 4,8. | 3,2. | 0,8. | 1,0. | 1,4. | |||||||
; | ; | 4,8. | 2,6. | 1,4. | 1,2. | 1,6. | |||||||
; | ; | 4,6. | 2,4. | 1,2. | 1,2. | 1,0. | |||||||
; | ; | 5,0. | 2,2. | 1,0. | 1,0. | 1,2. | |||||||
; | ; | 5,2. | 2,4. | 0,8. | 1,4. | 1,0. | |||||||
; | ; | 4,0. | 2,0. | 1,0. | 1,0. | 2,0. | |||||||
; | ; | 2,0. | 3,0. | 2,0. | 1,0. | 1,0. | |||||||
; | ; | 5,0. | 2,0. | 2,0. | 1,5. | 1,2. | |||||||
; | ; | 4,0. | 2,8. | 1,0. | 1,0. | 1,5. | |||||||
; | ; | 4,0. | 2,0. | 1,0. | 1,0. | 2,0. | |||||||
; | ; | 4,0. | 2,0. | 1,0. | 1,0. | 2,0. | |||||||
; | ; | 4,0. | 2,0. | 1,0. | 1,0. | 2,0. | |||||||
; | ; | 5,4. | 2,6. | 0,8. | 1,0. | 1,2. | |||||||
рис. 3.
Пример решения задачи № 2.
Исходные данные: Схема на рис. 4. a = 2,6 м; b = 2,7 м; c = 1,4 м; A1 = 26 см2; A2 = 13 см2; t1 = 50°; F = 400 кН; 2 = 0,5 мм.
Решение:
1. Статическая сторона задачи.
Определим длину первого стержня из геометрических соображений:
l1 = = = 3,12 м.
Рассекаем стержни. Неизвестные усилия Ni направляем в положительную сторону (на растяжение стержня, рис. 5). Уравнение равновесия используем одно:
MA= 0: N2c — F· (c+a) — N1· (a + b + c) cos = 0.
Подставляя численные значения, получим:
N2 — 2,86· F — 4,14· N1 = 0. (1).
Степень статической неопределимости системы определяем как разницу между числом неизвестных усилий Ni (их две) и числом независимых уравнений равновесия (одно). i = 2 — 1 = 1. Система один раз статически неопределима. Необходимо одно дополнительное уравнение.
2. Геометрическая сторона задачи.
Показываем расчетную схему в деформированном виде (рис. 6).
l1 = CC2; l2 = BB1 + 2: BB1 = l2 - 2 ;CC1 = =.
из подобияов: ;
l1 = (2).
- 3. Физическая сторона задачи. Записываем уравнения закона Гука для каждого стержня:
- -l1 =
l2 = (3)
Знак минус у усилия первого стержня проставлен потому, что на рисунке деформированного состояния этот стержень сжат.
4. Математическая сторона задачи. Решаем совместно полученные уравнения (1)-(3) и вычисляем величины неизвестных усилий в стержнях.
Уравнения (3) подставляем в (2) ;
Получим N1 = 28 300−13,8N2. (4).
Подставляем (4) в (1) N2 = 24,7 кН. Из (4): N1 = - 271 кН.
5. Проверяем прочность стержней. Вычисляем напряжения в стержнях.
Условие прочности выполняется: |уi |? [у] 104 160; 16,7 80.
6. Определяем допускаемую нагрузку, для этого заданную внешнюю нагрузку умножаем на минимальное отношение допускаемого напряжения и расчетного напряжения в стержнях:
[F] = F· [у] / |у1| = 400Ч160/104 = 604 кН.