Сдвиг элементов конструкции.
В основе любых геометрических изменении элемента детали под нагрузкой лежат линейные и угловые деформации.
Характеристикой угловых деформации является абсолютный сдвиг S, мм и относительный сдвиг γ, ◦.
Выделим элемент детали, которая испытывает сдвиг.
abcd – повернуть.
А – площадь поперечного сечения, abcd напряжения по плоскому поперечному сечению.
Предположим, касательная приложена равномерно.
Призматический элемент abcd. Находится в состоянии чистого сдвига, т.е. на гранях касательного движения.
Правило парности состояния.
- формула выражения Гука при сдвиге.
Где G – модуль упругости I рода, или модуль сдвига.
При сдвиге рис (*) следовательно возникает плоское напряженное состояние и чистый сдвиг эквивалентен растяжению и сжатию элемента в диагональных направлениях.
- Кручение элементов конструкций. Условие прочности и условие жесткости при кручении.
Кручение – такой вид деформации, при котором в поперечных сечениях внутренние усилия проводятся только к крутящему моменту. Такое кручение называют свободным или чистым.
Крутящий момент Т и τ лежат на поперечном сечении. Обычно в кручении принимается гипотеза плоских сечений. Сечения стержня до и после нагружения остаются плоскими, т.е. радиусы остаются прямолинейными. Если волной, то пойдет депланация. Принимаем гипотезу прямолинейноси до и после нагружения.
в виду малости углов и γ
и (*).
Согласно закону Гука, тогда из (*) получаем, что
,(**)
где С- крутильная жесткость стержня.
Для стержня постоянного сечения С постоянного значения.
Касательное напряжение τ изменяется по линейному закону, прямо пропорционально текущему радиусу ρ. Если принять элементарную площадку dA в виде тонкого кольца толщиной dρ, то связь между τ и Т
Подставляем в (**)
Используя (**) и исходя что:
- момент сопротивления.
Условие стержня (круглого сечения) при кручении определяется
Перемещения определяется из следующего соотношения в общем виде
или ; .
- жесткость при кручении; ЕА- при сжатии; ЕI – при изгибе.
При постоянных значениях, т.е. T=const
Условие жесткости при кручении.
- допустимый.
- относительный.
Напряженное состояние при чистом кручении.
Элемент при кручении выделен двумя сечениями, перпендикулярные оси 1-1, 2-2. а также двумя радиальными сечениями. Находится в состоянии чистого сдвига.
Проверка на прочность