Д/з Сили навантаження та напруги в зварних конструкціях.
Визначимо основні залежності для напружень у випадку навантаження елемента конструкції у вигляді прямолінійного бруса прямокутного перерізу.
На що може працювати брус?
Брус може бути навантажений осьовою силою (розтягування або стискання), згинаючим або крутячим моментом, а також одночасно осьовою силою і моментом.
Які внутрішні сили виникають при навантаженні бруса осьовою силою?
При навантаженні бруса осьовою силою в поперечному перерізі бруса діє поздовжня внутрішня сила N розтягування або стискання в залежності від напряму навантаження (рис. ).
Як визначаються напруження при дії внутрішньоїпоздовжньої сили розтягуванняN?
Поздовжня сила N є перпендикулярною перерізу бруса, і тому на площі перерізу виникають нормальні напруження, які дорівнюють:
Як визначаються напруження при дії внутрішньої поздовжньої сили стисканняN?
У цьому випадку брус розглядається як стержень (короткий або довгий). Для короткого стержня (L/найбільший розмір перерізу ≤ 5) напруження визначаються, виходячи з вимоги міцності як
Для довгого стержня (L/найбільший розмір перерізу > 5) приймається, що стержень працює на поздовжній згин, і тому напруження визначаються, виходячи з умов як міцності, так і стійкості:
l - довжина стержня; r- радіус інерції перерізу; μ- коефіцієнт, залежний від умов закріплення кінців стержня.
Які внутрішні сили виникають при навантаженні бруса згинаючим моментом?
У цьому випадку брус розглядається як балка (рис. ).що працює на поперечний згин. При поперечному згині в поперечному перерізі балки діють внутрішні сили Q (поперечна сила) та М (згинаючий момент).
Як визначаються напруження при дії внутрішньої поперечної силиQ?
Внаслідок дії поперечної сили Qв перерізі балки виникають дотичні напруження, що визначаються за формулою:
де Sx- статичний момент половини площі перерізу; S0x - статичний момент відносно нейтральної осі частини перерізу, розташованої вище рівня волокна, що розглядається; I - момент інерції перерізу; δ - ширина перерізу.