Математика Курс лекций по информатике Машиностроительное черчение Решение задач по физике Теоретические основы электротехники Сопротивление материалов История искусства Ядерные реакторы
Теоретическая механика Элементы кинематики Основы динамики Метод сечений Расчеты на срез и смятие Понятие о продольном изгибе Понятие о теориях прочности Основные требования к машинам и деталям Кривошипно-шатунный механизм

Термех Теоретическая механика

Теория пар сил. Сложение двух параллельных сил: равнодейст-ющая двух парал-ых сил F1 и F2 одного направления имеет такое же направление, ее модуль равен сумме модулей слагаемых сил, а точка приложения делит отрезок между точками приложения сил на части обратно пропорциональные модулям сил: R=F1 + F2; АС/ВС=F2/F1. Равнодействующая двух противоположно направленных параллных сил имеет направление силы большей по модулю и модуль, равный разности модулей сил.

Кручение

Чистый сдвиг

Экспериментально чистый сдвиг может быть осуществлен при кручении тонкостенной трубы (рис. 79, а), поэтому деформация чистого сдвига отнесена к теме «кручение».

Рассмотрим элемент abed, вырезанный из тонкостенной трубы (рис. 79, б).

При возникновении касательных напряжений элемент перекашивается. Если считать грань ad закрепленной, то грань bс

сдвинется в положение b1c1. Прямые углы между гранями изменяются на величину γ. Угол γ , представляющий собой изменение первоначально прямого угла между гранями элементарного параллелепипеда, называется углом сдвига.

Касательные напряжения τ и угол сдвига γ, называемый также относительным сдвигом, связаны прямой пропорциональностью, то есть законом Гука:

Входящая в эту формулу величина G называется модулем сдвига. Эта величина характеризует жесткость материала при деформации сдвига. Так как γ выражается отвлеченным числом, то модуль сдвига G, как и модуль продольной упругости Е, имеет ту же единицу измерения, что и напряжение: МПа, Н/мм2, кгс/см2.

Между модулем упругости Е и модулем сдвига G существует зависимость, которую приводим без вывода:

где μ — коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона).

Для стали μ = 0,25; G = 0,4 Е = 0,4.2.105 = 8.104 МПа. Приведенные соотношения между G и Е подтверждаются опытами.

Основные понятия. Эпюры крутящих моментов

На кручение обычно работают брусья круглого поперечного сечения, например валы и витки цилиндрических пружин.

Кручение возникает при нагружении бруса парами сил, расположенными в плоскостях, перпендикулярных продольной оси бруса (рис. 80).

Моменты этих пар Mвр называют вращающими моментами. Их алгебраическая сумма равна нулю, если вал находится в равновесии и вращается равномерно. Величину вращающего момента Мвр можно вычислить по передаваемой мощности Р и частоте вращения n:

Эта формула дает величину момента в Н.м, если мощность выражена в Вт, а частота в об/мин.

Момент внутренних сил относительно продольной оси бруса называют крутящим моментом Мк. При кручении в поперечных сечениях бруса возникает один внутренний силовой фактор — крутящий момент Мк. Он определяется при помощи метода сечений.

Теорема о проекциях: при любом движении твердого тела проекции скоростей любых двух его точек на прямую, соединяющую эти точки, равны между собой (рис. 2.26).

 

 Рис. 2.26. К теореме о проекциях

Спроецируем на ось x, проходящую через точки А и В формулу (2.41). Так как   ^ AB, получаем

 ,

что и требовалось доказать.

Теоремы о парах. 1) Две пары, лежащие в одной плоскости, можно заменить одной парой, лежащей в той же плоскости, с моментом, равным сумме моментов данных двух пар. . 2) Две пары, имеющие геометрически равные моменты, эквиваленты. 3) Не нарушая состояния твердого тела, пару сил можно переносить в плоскости ее действия. Т.е. момент пары сил является свободным вектором.
Основные понятия сопративления материалов Виды деформаций