Расчет статически неопределимых систем

Наука о прочности, жесткости и надежности элементов инженерных конструкций

Передачи коническими колесами. Классификация. Кинематика и геометрия конических передач

Иногда соединение листов производится внахлестку или встык с перекрытием накладками. Это вызывает необходимость сваривать листы, не лежащие в одной плоскости, что осуществляется при помощи так называемых валиковых (или угловых) швов — лобовых или торцевых (перпендикулярных к направлению действующей силы) и боковых или фланговых (параллельных ей).

Валиковый шов в сечении имеет довольно неопределенную форму (Рис.104). В теоретических расчетах на прочность сечение шва принимается в виде равнобедренного треугольника (очерченного пунктиром) с расчетной высотой ).



а) технология. б) расчетная схема
Рис.4. Сварное соединение внахлестку:

Соединения торцевыми(лобовыми) швами показаны на рис.5. Разрушение таких швов происходит по наиболее слабому сечению AB, как это установлено опытами. Испытание различных материалов на ударную вязкость Изучение методики определения ударной вязкости пластических масс и других неметаллических материалов при испытании стандартных образцов на маятниковом копре.



Рис.5. Сварное соединение торцевыми швами.

Как это видно из рис. 4 б, полное напряжение, возникающее в сечении АВ, может быть разложено на нормальную и касательную составляющие. Поскольку сопротивление стали сдвигу ниже, чем при растяжении, расчет лобовых швов производится условно на срез в предположении равномерного распределения касательных напряжений по площади сечения АВ. Имея в виду, что на восприятие силы Р в этих соединениях (Рис.5) работают два лобовых шва, верхний и нижний, получим:

Так как площадь сечения шва , а расчетная длина , то условие прочности примет вид:

В действительности, материал шва испытывает сложное напряженное состояние, причем напряжения по сечению АВ распределяются неравномерно. Исследования, произведенные методами теории упругости и подтвержденные экспериментально, показали, что в углах шва имеет место высокая концентрация напряжений.

Если учесть, что, вследствие укорочения швов при остывании, в зоне сварки возникают дополнительные напряжения и в основном металле, ведущие к переходу его в хрупкое состояние, то следует иметь в виду, что концентрация напряжений может явиться причиной появления трещин в основном металле соединения.

Поэтому такое соединение не может быть рекомендовано, особенно при переменной или ударной нагрузке. Значительно надежнее работа соединения встык без накладок.

Соединение фланговыми (или боковыми) швами показано на Рис.6 а. Разрушение шва, показанное на Рис.6 б, происходит на значительном его протяжении путем срезывания наплавленного металла в направлении, параллельном шву по наиболее слабой плоскости АВ.



Рис.6. Соединение фланговыми швами- а) и его разрушение б)

  ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ УДАРА

 Ударом называется особый вид движения материальной системы, когда за весьма малый промежуток времени (продолжительность удара) скорости точек системы получают конечные приращения. Удар, по Остроградскому, можно рассматривать как результат наложения нестационарных связей, быстро изменяющихся во времени. Изучая удар двух тел, следует обратить внимание на характер сил, действующих при ударе. Благодаря очень малой величине продолжительности удара импульсы обыкновенных, не ударных сил (сил тяжести, сил сопротивления и др.) также весьма малы. Поэтому в теории удара ими пренебрегают и учитывают только конечные импульсы мгновенных, ударных сил, достигающих больших величин. Теоретически ударные силы считаются бесконечно большими. Однако на протяжении весьма малого промежутка времени продолжительности удара они создают конечные импульсы.

 Теория удара особо важна потому, что в современной технике приходится сталкиваться с такими случаями, когда быстро вращающиеся детали машин при соприкосновении друг с другом ведут себя как тела при ударе.

 Более глубокое исследование удара связано с определением деформаций и напряжений, возникающих при соударении твердых тел. Эта область исследований относится к динамическим проблемам механики деформируемого твердого тела и выходит за рамки курса теоретической механики. Мы ограничимся изучением элементарной теории удара, основанной на исследованиях И. Ньютона.

 Рассматривая соударение двух тел в элементарной теории удара, определим импульс мгновенных сил, скорости соударяемых тел после удара, а также потерю кинетической энергии при ударе, вызванную переходом части механической энергии в другие формы, например, в тепловую энергию неупругой деформации соударяющихся тел.

 Заметим, что мгновенные силы измеряются их импульсами

где t0 и t0+τ — моменты, соответствующие началу и концу удара, τ — продолжительность удара.

 Перемещение любой точки системы при ударе является величиной того же порядка малости, что и продолжительность удара τ.


 Действительно, согласно основному уравнению динамики материальной точки, имеем

откуда


 Следовательно,

 Но по теореме о среднем значении интеграла

Теорема доказана.

 При малом значении τ величиной Δr можно пренебречь, что и делают при решении задач на соударение точек материальной системы.

 

Критерии работоспособности и расчет деталей машин (теплостойкость, виброустойчивость, надежность). - Соединения. Классификация. Резьбовые соединения. Виды резьб. Основные геометрические размеры. - Момент завинчивания, взаимодействие между винтом и гайкой, КПД, самоторможение

Высокий уровень нагружения может вызвать разрушение, т. е. разделение тела на части.