سختی مقطع متناسب با مدول الاستیسیته E و ممان محوری اینرسی Jx است، به عبارت دیگر با مواد، شکل و ابعاد مقطع تعیین می شود.
سختی مقطع متناسب با مدول الاستیسیته E و ممان محوری اینرسی Yx است، به عبارت دیگر با مواد، شکل و ابعاد مقطع تعیین می شود.
سختی مقطع متناسب با مدول الاستیسیته E و گشتاور محوری اینرسی Jx است. به عبارت دیگر با مواد، شکل و ابعاد مقطع تعیین می شود.
سفتی مقاطع EJx همه عناصر قاب یکسان است.
سفتی مقطع همه عناصر قاب یکسان است.
سفتی سطح مقطع عناصر بدون ترک در این موارد را می توان با فرمول (192) برای اثر کوتاه مدت دما، با فرض vt - 1 تعیین کرد. سفتی بخش عناصر دارای ترک - طبق فرمول های (207) و (210) در مورد گرمایش کوتاه مدت.
سفتی مقاطع عناصر قاب یکسان است.
در اینجا El حداقل سفتی خمشی بخش میله است. G طول میله است. P - نیروی فشاری؛ a ضریب انبساط خطی ماده است. T دمای گرمایش است (تفاوت بین دمای عمل و دمایی که در آن حرکات انتهای میله حذف شده است). EF سفتی بخش میله در فشرده سازی است. i / I / F - حداقل شعاع چرخش بخش میله.
اگر سفتی بخش قاب ثابت باشد، راه حل تا حدودی ساده می شود.
هنگامی که صلبیت مقاطع یک عنصر سازه ای به طور مداوم در طول آن تغییر می کند، جابجایی ها باید با محاسبه مستقیم (تحلیلی) انتگرال Mohr تعیین شوند. چنین ساختاری را می توان تقریباً با جایگزینی آن با یک سیستم با عناصر سختی متغیر پله ای محاسبه کرد و پس از آن از روش Vereshchagin برای تعیین جابجایی ها استفاده می شود.
تعیین سفتی مقاطع با دنده با محاسبه یک کار پیچیده و در برخی موارد غیر ممکن است. در این راستا، نقش داده‌های تجربی حاصل از آزمایش ساختارها یا مدل‌ها در مقیاس کامل افزایش می‌یابد.
تغییر شدید در سفتی مقاطع تیرها در طول کوتاه باعث تمرکز قابل توجهی از تنش ها در درزهای کمربند جوش داده شده در ناحیه اتصال منحنی می شود.

آنچه که صلبیت پیچشی نامیده می شود.
چیزی که به آن سختی خمشی می گویند.
آنچه که صلبیت پیچشی نامیده می شود.
چیزی که به آن سختی خمشی می گویند.
آنچه که صلبیت مقطع میله در برش نامیده می شود.
EJ را سفتی کششی مقاطع میله می نامند.
محصول EF استحکام بخش را تحت تأثیر محوری نیرو مشخص می کند. قانون هوک (2.3) فقط در ناحیه خاصی از تغییر نیرو معتبر است. در P Rpc، جایی که Rpc نیروی مربوط به حد تناسب است، رابطه بین نیروی کششی و ازدیاد طول غیر خطی است.
محصول EJ سفتی خمشی بخش تیر را مشخص می کند.
پیچش شفت.| پیچش شفت. محصول GJp سفتی پیچشی بخش شفت را مشخص می کند.
اگر صلبیت مقطع تیر در سرتاسر آن ثابت باشد.
طرح هایی برای پردازش قطعات جوش داده شده. الف - پردازش هواپیما. 6 - پردازش.| بارگذاری یک تیر جوشی با تنش های پسماند. الف - یک پرتو. ب - مناطق 1 و 2 با تنش های کششی پسماند بالا. - مقطعی از تیر که بار را در حین خمش می گیرد (نشان داده شده با جوجه کشی. این ویژگی های سختی بخش EF و EJ را کاهش می دهد. جابجایی ها - انحراف ها، زوایای چرخش، کشیدگی های ناشی از بار از مقادیر محاسبه شده بیشتر است.
محصول GJP را سختی پیچشی مقطع می نامند.

محصول G-IP، سختی پیچشی مقطع نامیده می شود.
محصول G-Ip را سختی پیچشی مقطع می نامند.
محصول GJp را سختی پیچشی مقطع می نامند.
محصول ES را سختی مقطع میله می نامند.
مقدار EA را صلبیت مقطع میله در کشش و فشار می گویند.
محصول EF سفتی مقطعی میله در کشش یا فشار نامیده می شود.
مقدار GJP را صلبیت پیچشی مقطع شفت می نامند.
محصول GJp را صلبیت پیچشی مقطع میله گرد می نامند.
مقدار GJP را صلبیت پیچشی بخش میله گرد می نامند.
بارها، طول ها و سختی مقاطع تیرها مشخص است. در مسئله 5.129، تعیین کنید که انحراف دهانه میانی تیر که در شکل نشان داده شده است، با معادله تقریبی یک خط الاستیک تعیین شده است، با انحراف مشخص شده دقیقاً با معادله قوس دایره ای متفاوت است.
بارها، طول ها و سختی مقاطع تیرها مشخص است.
محصول EJZ معمولاً به عنوان سفتی خمشی مقطع نامیده می شود.
محصول EA سفتی کششی مقطع نامیده می شود.

محصول EJ2 معمولاً به عنوان سفتی خمشی مقطع نامیده می شود.
محصول G 1P را سختی پیچشی مقطع می نامند.

وظیفه 3.4.1: سفتی پیچشی سطح مقطع میله گرد عبارت است از ...

گزینه های پاسخ:

1) EA; 2) GJP; 3) GA; 4) ای جی

راه حل: پاسخ صحیح 2 است).

زاویه تابش نسبی یک میله با مقطع دایره ای با فرمول تعیین می شود. هرچه کوچکتر باشد، سفتی میله بیشتر است. بنابراین محصول GJPصلبیت پیچشی سطح مقطع میله نامیده می شود.

وظیفه 3.4.2: دهمانطور که نشان داده شده است. حداکثر مقدار زاویه پیچ نسبی…

مدول برشی مواد G، مقدار گشتاور M، طول l داده شده است.

گزینه های پاسخ:

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

راه حل: پاسخ صحیح 1 است). بیایید نموداری از گشتاورها بسازیم.

هنگام حل مسئله از فرمول تعیین زاویه پیچ نسبی یک میله با مقطع دایره ای استفاده می کنیم.

در مورد ما دریافت می کنیم

وظیفه 3.4.3: از شرایط سختی برای مقادیر داده شده و جی, کوچکترین قطر شفت مجاز… قبول.

گزینه های پاسخ:

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

راه حل: پاسخ صحیح 1 است). از آنجایی که شفت دارای قطر ثابتی است، شرایط سختی شکل می‌گیرد

جایی که. سپس

وظیفه 3.4.4: قطر میله گرد دهمانطور که نشان داده شده است. مدول برش مواد جی، طول ل، مقدار لحظه ای مداده شده. زاویه چرخش متقابل بخشهای انتهایی برابر است با ...

گزینه های پاسخ:

1)؛ 2)؛ 3) صفر؛ 4) .

راه حل: پاسخ صحیح 3 است). اجازه دهید بخش هایی که در آن قرار دارند را مشخص کنیم جفت های بیرونینیروها ب, سی,Dبه ترتیب، و نمودار گشتاورها را بسازید. زاویه چرخش بخش Dنسبت به بخش برا می توان به صورت مجموع جبری زوایای چرخش متقابل مقطع C نسبت به بخش ها بو بخش ها Dنسبت به بخش با، یعنی . اینرسی میله تغییر شکل یافته مواد

زاویه چرخش متقابل دو بخش برای یک میله با مقطع دایره ای با فرمول تعیین می شود. برای این مشکل داریم

وظیفه 3.4.5: شرایط سختی پیچشی برای میله ای با مقطع دایره ای، با قطر ثابت در طول طول، به شکل ...

گزینه های پاسخ:

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

راه حل: پاسخ صحیح 4 است). شفت ماشین ها و مکانیسم ها باید نه تنها محکم، بلکه به اندازه کافی سفت و سخت باشد. در محاسبات سختی، مقدار حداکثر زاویه پیچ نسبی محدود است که با فرمول تعیین می شود.

بنابراین، شرایط سختی برای یک شفت (میله ای که تحت تغییر شکل پیچشی قرار می گیرد) با قطر ثابت در طول آن شکل

زاویه نسبی مجاز پیچش کجاست.

وظیفه 3.4.6: طرح بارگیری میله در شکل نشان داده شده است. طول Lسفتی پیچشی سطح مقطع میله، زاویه چرخش مجاز مقطع می باشد. باداده شده. بر اساس سختی، حداکثر مقدار مجاز پارامتر بار خارجی مبرابر است.

1); 2) ; 3) ; 4) .

راه حل: پاسخ صحیح 2 است). شرایط سختی در این حالت دارای شکلی است که زاویه چرخش واقعی مقطع است با. ما نمودار گشتاور را می سازیم.

زاویه چرخش واقعی مقطع را تعیین کنید با. . ما عبارت را برای زاویه چرخش واقعی در شرایط سختی جایگزین می کنیم

• 1) جهت گیری؛ 2) سایت های اصلی؛
• 3) هشت وجهی؛ 4) سکنت.

راه حل: پاسخ صحیح 2 است).

هنگامی که حجم اولیه 1 می چرخد، می توان جهت فضایی 2 آن را یافت که در آن تنش های مماسی روی وجه های آن ناپدید می شوند و تنها تنش های معمولی باقی می مانند (برخی از آنها ممکن است برابر با صفر باشند).

وظیفه 4.1.3: تنش های اصلی برای حالت تنش نشان داده شده در شکل عبارتند از ... (مقادیر تنش در آورده شده است MPa).

• 1) y1 = 150 مگاپاسکال، y2 = 50 مگاپاسکال. 2) y1=0 مگاپاسکال، y2=50 مگاپاسکال، y3=150 مگاپاسکال.
• 3) y1=150 مگاپاسکال، y2=50 مگاپاسکال، y3=0 مگاپاسکال. 4) y1=100 مگاپاسکال، y2=100 مگاپاسکال.

راه حل: پاسخ صحیح 3 است). یک وجه عنصر عاری از تنش های مماسی است. بنابراین، این سایت اصلی است و استرس طبیعی (استرس اصلی) در این سایت نیز صفر است.

برای تعیین دو مقدار دیگر تنش های اصلی از فرمول استفاده می کنیم

که جهت تنش مثبت در شکل نشان داده شده است.

برای مثال داده شده، ما داریم. پس از تحولات، ما پیدا می کنیم. مطابق با قانون شماره گذاری برای تنش های اصلی، داریم y1=150 مگاپاسکال، y2=50 مگاپاسکال، y3=0 مگاپاسکال، یعنی وضعیت استرس هواپیما

وظیفه 4.1.4: در نقطه مورد مطالعه جسم تحت تنش در سه ناحیه اصلی، مقادیر تنش های نرمال تعیین می شود: 50 MPa, 150MPa, -100MPa. تنش های اصلی در این حالت برابر است ...

• 1) y1=150 مگاپاسکال، y2=50 مگاپاسکال، y3=-100 مگاپاسکال.
• 2) y1=150 مگاپاسکال، y2=-100 مگاپاسکال، y3=50 مگاپاسکال.
• 3) y1=50 مگاپاسکال، y2=-100 مگاپاسکال، y3=150 مگاپاسکال.
• 4) y1=-100 مگاپاسکال، y2=50 مگاپاسکال، y3=150 مگاپاسکال.

راه حل: پاسخ صحیح 1 است). شاخص های 1، 2، 3 به تنش های اصلی اختصاص داده می شوند تا شرط برآورده شود.

وظیفه 4.1.5: در وجوه حجم ابتدایی (شکل را ببینید)، مقادیر تنش در MPa. زاویه بین جهت محور مثبت ایکسو نرمال بیرونی به ناحیه اصلی که حداقل تنش اصلی روی آن اعمال می شود برابر است با ...

1) ; 2) 00; 3) ; 4) .

راه حل: پاسخ صحیح 3 است).

زاویه با فرمول تعیین می شود

با جایگزینی مقادیر عددی تنش ها، به دست می آوریم

زاویه منفی در جهت عقربه های ساعت کنار گذاشته می شود.

وظیفه 4.1.6: مقادیر تنش های اصلی از حل معادله مکعب تعیین می شود. شانس J1، J2، J3نامیده می شوند...

• 1) متغیرهای وضعیت استرس؛ 2) ثابت های الاستیک؛
• 3) هدایت کننده کسینوس نرمال.
• 4) ضرایب تناسب.

راه حل: پاسخ صحیح 1 است). ریشه های معادله - تنش های اصلی؟ توسط ماهیت حالت تنش در نقطه تعیین می شوند و به انتخاب سیستم مختصات اولیه بستگی ندارند. بنابراین، هنگام چرخش سیستم محورهای مختصات، ضرایب

باید بدون تغییر باقی بماند.

محاسبه یک تیر مقطع گرد برای استحکام و صلبیت پیچشی

محاسبه یک تیر مقطع گرد برای استحکام و صلبیت پیچشی

هدف از محاسبات برای استحکام و استحکام پیچشی تعیین چنین ابعادی از مقطع تیر است که در آن تنش ها و جابجایی ها از مقادیر مشخص شده توسط شرایط عملیاتی تجاوز نمی کند. شرط مقاومت برای تنش های برشی مجاز به طور کلی به این صورت نوشته می شود. این شرط بدین معناست که بیشترین تنش های برشی که در یک تیر پیچ خورده ایجاد می شود نباید از تنش های مجاز مربوط به ماده تجاوز کند. تنش پیچشی مجاز به 0 ─ تنش مربوط به حالت خطرناک ماده و ضریب ایمنی پذیرفته شده n بستگی دارد: ─ قدرت تسلیم، nt ضریب ایمنی برای مواد پلاستیکی است. ─ استحکام کششی، nв - ضریب ایمنی برای مواد شکننده. با توجه به اینکه بدست آوردن مقادیر در آزمایش‌های پیچشی دشوارتر از کشش (فشردهی) است، در اغلب موارد تنش‌های پیچشی مجاز بسته به تنش‌های کششی مجاز برای همان ماده گرفته می‌شود. پس برای فولاد [برای چدن. هنگام محاسبه مقاومت تیرهای پیچ خورده، سه نوع کار ممکن است، که در قالب استفاده از شرایط مقاومت متفاوت است: 1) بررسی تنش ها (محاسبه آزمایش). 2) انتخاب بخش (محاسبه طراحی)؛ 3) تعیین بار مجاز. 1. هنگام بررسی تنش ها برای بارها و ابعاد معین یک تیر، بزرگترین تنش های برشی ناشی از آن تعیین و با آنهایی که با فرمول (2.16) ارائه شده مقایسه می شود. در صورت عدم رعایت شرایط مقاومت، باید یا ابعاد مقطع را افزایش داد یا بار وارد بر تیر را کاهش داد و یا از ماده ای با مقاومت بالاتر استفاده کرد. 2. هنگام انتخاب مقطع برای بار معین و مقدار معین تنش مجاز از شرط مقاومت (2.16)، مقدار ممان قطبی مقاومت مقطع تیر تعیین می شود.قطرهای مقطع دایره ای یا حلقوی جامد تیر با بزرگی ممان قطبی مقاومت پیدا می شود. 3. هنگام تعیین بار مجاز برای یک ولتاژ مجاز معین و ممان قطبی مقاومت WP، گشتاور مجاز MK ابتدا بر اساس (3.16) تعیین می شود و سپس با استفاده از نمودار گشتاور، بین K M و گشتاورهای پیچشی خارجی ارتباط برقرار می شود. محاسبه تیر برای استحکام امکان تغییر شکل هایی را که در حین کارکرد آن غیرقابل قبول است را رد نمی کند. زوایای بزرگ پیچش پرتو بسیار خطرناک است، زیرا اگر این تیر جزء ساختاری ماشین پردازش باشد، می تواند منجر به نقض دقت قطعات ماشینکاری شود، یا اگر پرتو ممان های پیچشی متغیر با زمان را منتقل کند، می تواند ارتعاشات پیچشی رخ دهد، بنابراین تیر باید برای صلبیت نیز محاسبه شود. شرایط سختی به شکل زیر نوشته شده است: که در آن ─ بزرگترین زاویه نسبی پیچش پرتو، تعیین شده از بیان (2.10) یا (2.11) است. سپس شرایط سختی شفت شکل خواهد گرفت انواع متفاوتبارها از 0.15 درجه تا 2 درجه در هر 1 متر طول تیر متغیر است. هم در شرایط مقاومت و هم در شرایط سختی، هنگام تعیین max یا max  از مشخصات هندسی استفاده خواهیم کرد: WP ─ گشتاور قطبی مقاومت و IP ─ گشتاور قطبی اینرسی. بدیهی است که این ویژگی ها برای جامدات گرد و حلقوی متفاوت خواهد بود مقاطع عرضیبا همان مساحت این بخش ها. با محاسبات خاص، می توان دریافت که گشتاورهای اینرسی قطبی و ممان مقاومت برای یک مقطع حلقوی بسیار بزرگتر از یک مقطع دایره ای گرد است، زیرا بخش حلقوی دارای مناطق نزدیک به مرکز نیست. بنابراین، یک میله از بخش حلقوی در پیچش اقتصادی تر از یک میله یک مقطع گرد جامد است، یعنی به مصرف مواد کمتری نیاز دارد. با این حال، ساخت چنین میله ای پیچیده تر و در نتیجه گران تر است و این شرایط نیز باید در هنگام طراحی میله هایی که در حالت پیچشی کار می کنند در نظر گرفته شود. ما روش محاسبه تیر برای استحکام و صلبیت پیچشی و همچنین استدلال در مورد کارایی را با یک مثال نشان خواهیم داد. مثال 2.2 وزن دو شفت را مقایسه کنید که ابعاد عرضی آنها برای گشتاور یکسان MK 600 نیوتن متر در همان تنش های مجاز 10 R و 13 کشش در امتداد الیاف p] 7 Rp 10 فشرده سازی و فروپاشی در امتداد الیاف [cm] 10 Rc3 در طول فیبرهای Rc، حداقل 101 سانتی متر بر ثانیه در طول فیبرهای Rc3، 10. [cm] 90 2.5 Rcm 90 3 برش در امتداد الیاف در حین خم شدن [u] 2 Rsc 2.4 شکاف در امتداد الیاف در حین برش 1 Rck 1.2 – 2.4 برش در الیاف

کشش یا فشار محوری (مرکزی).یک تیر مستقیم توسط نیروهای خارجی ایجاد می شود که بردار حاصل از آن با محور تیر منطبق است. در کشش یا فشار، فقط نیروهای طولی N در مقاطع تیر ایجاد می شود.نیروی طولی N در یک مقطع معین برابر است با مجموع جبری برآمدگی بر محور میله تمام نیروهای خارجی که در یک طرف مقطع مورد بررسی وارد می شوند. با توجه به قاعده علائم نیروی طولی N، به طور کلی پذیرفته شده است که نیروهای طولی مثبت N از بارهای کششی خارجی و نیروهای طولی منفی N از بارهای فشاری ناشی می شوند (شکل 5).

برای شناسایی بخش هایی از میله یا بخش آن، که در آن نیروی طولیاز بیشترین اهمیت برخوردار است، با استفاده از روش مقاطع، نموداری از نیروهای طولی بسازید که به طور مفصل در مقاله مورد بحث قرار گرفته است:
تجزیه و تحلیل عوامل نیروی داخلی در سیستم های آماری قابل تعیین
همچنین به شدت توصیه می کنم به این مقاله نگاهی بیندازید:
محاسبه یک تیر قابل تعیین آماری
اگر تئوری این مقاله و وظایف روی پیوندها را تجزیه و تحلیل کنید، در مبحث "تنش-فشردگی" به یک گورو تبدیل خواهید شد =)

تنش های کششی فشاری.

نیروی طولی N تعیین شده با روش مقاطع حاصل نیروهای داخلی توزیع شده بر روی مقطع میله است (شکل 2، ب). بر اساس تعریف تنش ها، با توجه به عبارت (1)، می توان برای نیروی طولی نوشت:

که σ تنش نرمال در یک نقطه دلخواه در مقطع میله است.
به تعیین تنش های نرمالدر هر نقطه از تیر باید قانون توزیع آنها بر سطح مقطع تیر را دانست. مطالعات تجربی نشان می دهد که اگر تعدادی خطوط متقابل عمود بر سطح میله اعمال شود، پس از اعمال بار کششی خارجی، خطوط عرضی خم نمی شوند و موازی با یکدیگر باقی می مانند (شکل 6، a). این پدیده صحبت می کند فرضیه مقطع مسطح(فرضیه برنولی): مقاطعی که قبل از تغییر شکل صاف هستند پس از تغییر شکل صاف می مانند.

از آنجایی که تمام الیاف طولی میله به یک شکل تغییر شکل می دهند، تنش ها در مقطع یکسان هستند و نمودار تنش σ در امتداد ارتفاع مقطع میله مانند شکل 6، b به نظر می رسد. مشاهده می شود که تنش ها به طور یکنواخت در سطح مقطع میله توزیع می شوند، یعنی. در تمام نقاط بخش σ = const. عبارت برای تعریف مقادیر ولتاژبه نظر می رسد:

بنابراین تنش های معمولی که در مقاطع یک تیر کشیده یا فشرده ایجاد می شود برابر با نسبت نیروی طولی به سطح مقطع آن است. تنش های معمولی در کشش مثبت و در فشار منفی در نظر گرفته می شوند.

تغییر شکل های کششی-فشاری.

تغییر شکل هایی را که در طول کشش (فشردگی) میله رخ می دهد در نظر بگیرید (شکل 6، a). تحت تأثیر نیروی F، پرتو با مقدار مشخصی Δl طول می‌کشد که ازدیاد طولی مطلق یا تغییر شکل طولی مطلق نامیده می‌شود که از نظر عددی برابر است با اختلاف بین طول تیر پس از تغییر شکل l 1 و طول آن قبل از تغییر شکل l.

نسبت تغییر شکل طولی مطلق تیر Δl به طول اولیه آن l را ازدیاد طول نسبی می نامند. تغییر شکل طولی نسبی:

در کشش تغییر شکل طولی مثبت و در فشار منفی است. برای اکثر مصالح ساختاری در مرحله تغییر شکل الاستیک، قانون هوک (4) برآورده شده است که یک رابطه خطی بین تنش ها و کرنش ها برقرار می کند:

مدول الاستیسیته طولی E نیز کجا نامیده می شود مدول الاستیسیته از نوع اولضریب تناسب بین تنش ها و کرنش ها است. سفتی مواد در کشش یا فشرده سازی را مشخص می کند (جدول 1).

میز 1

مدول الاستیسیته برای مواد مختلف

تغییر شکل عرضی مطلق تیربرابر است با اختلاف ابعاد مقطع بعد و قبل از تغییر شکل:

به ترتیب، تغییر شکل عرضی نسبیبا فرمول تعیین می شود:

هنگامی که کشیده می شود، ابعاد مقطع تیر کاهش می یابد و ε " یک مقدار منفی دارد. به تجربه ثابت شده است که در محدوده قانون هوک، زمانی که تیر کشیده می شود، تغییر شکل عرضی با طولی نسبت مستقیم دارد. نسبت. کرنش عرضیε" به کرنش طولی ε ضریب کرنش عرضی یا نامیده می شود نسبت پواسون μ:

به طور تجربی ثابت شده است که در مرحله الاستیک بارگذاری هر ماده، مقدار μ = const و برای مواد مختلف مقادیر نسبت پواسون از 0 تا 0.5 متغیر است (جدول 2).

جدول 2

نسبت پواسون.

پسوند میله مطلقΔl با نیروی طولی N نسبت مستقیم دارد:

از این فرمول می توان برای محاسبه ازدیاد طول مطلق مقطعی از میله با طول l استفاده کرد، مشروط بر اینکه مقدار نیروی طولی در این مقطع ثابت باشد. در صورتی که نیروی طولی N در بخش میله تغییر کند، Δl با ادغام در این بخش تعیین می شود:

محصول (E A) نامیده می شود سختی بخشمیله در کشش (فشردگی).

خواص مکانیکی مواد.

خواص مکانیکی اصلی مواد در هنگام تغییر شکل آنها استحکام، پلاستیسیته، شکنندگی، کشسانی و سختی است.

استحکام - توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر تأثیر نیروهای خارجی بدون فروپاشی و بدون ظاهر شدن تغییر شکل های باقی مانده.

پلاستیسیته خاصیت یک ماده برای مقاومت در برابر تغییر شکل های بزرگ باقیمانده بدون تخریب است. تغییر شکل هایی که پس از برداشتن بارهای خارجی از بین نمی روند، پلاستیک نامیده می شوند.

شکنندگی - خاصیت یک ماده برای فروریختن در تغییر شکل های باقیمانده بسیار کوچک (به عنوان مثال، چدن، بتن، شیشه).

الاستیسیته ایده آل- خاصیت یک ماده (جسم) برای بازیابی کامل شکل و ابعاد آن پس از رفع عواملی که باعث تغییر شکل شده است.

سختی خاصیت یک ماده برای مقاومت در برابر نفوذ اجسام دیگر به داخل آن است.

یک نمودار کششی برای یک میله فولادی ملایم در نظر بگیرید. بگذارید یک میله گرد به طول l 0 و سطح مقطع ثابت اولیه سطح A 0 به طور ایستا از هر دو انتها با نیروی F کشیده شود.

نمودار فشرده سازی میله به شکل (شکل 10، a) است.

جایی که Δl \u003d l - l 0 طول مطلق میله است. ε = Δl / l 0 - ازدیاد طولی نسبی میله. σ \u003d F / A 0 - استرس طبیعی؛ E - مدول یانگ; σ p - حد تناسب؛ σ yn - حد الاستیک؛ σ t - قدرت تسلیم. σ در - استحکام کششی (استحکام کششی)؛ ε ost - تغییر شکل باقیمانده پس از حذف بارهای خارجی. برای موادی که نقطه تسلیم مشخصی ندارند، یک مقاومت تسلیم مشروط σ 0.2 معرفی می شود - تنشی که در آن 0.2٪ از تغییر شکل باقیمانده به دست می آید. هنگامی که استحکام نهایی در مرکز میله به دست می آید، نازک شدن موضعی قطر آن ("گردن") رخ می دهد. کشیدگی مطلق بیشتر میله در ناحیه گردن (منطقه تسلیم محلی) اتفاق می افتد. هنگامی که تنش به قدرت تسلیم σ t می رسد، سطح براق میله کمی مات می شود - ریزترک ها (خطوط Lüders-Chernov) روی سطح آن ظاهر می شوند که با زاویه 45 درجه نسبت به محور میله هدایت می شوند.

محاسبات برای استحکام و سختی در کشش و فشار.

مقطع خطرناک در کشش و فشار، مقطعی از تیر است که حداکثر تنش نرمال در آن رخ می دهد. تنش های مجاز با فرمول محاسبه می شوند:

که σ pred - تنش نهایی (σ pred = σ t - برای مواد پلاستیکی و σ pred = σ در - برای مواد شکننده). [n] - ضریب ایمنی. برای مواد پلاستیکی [n] = = 1.2 ... 2.5; برای مواد شکننده [n] = = 2 ... 5، و برای چوب [n] = 8 ÷ 12.

محاسبات مقاومت کششی و فشاری

هدف از محاسبه هر طراحی استفاده از نتایج به دست آمده برای ارزیابی مناسب بودن این طرح برای عملیات تحت حداقل جریانماده ای که در روش های محاسبه استحکام و سختی منعکس می شود.

شرایط قدرتمیله در هنگام کشیده شدن (فشرده شدن):

در محاسبه طراحیناحیه بخش خطرناک میله تعیین می شود:

هنگام تعیین بار مجازنیروی نرمال مجاز محاسبه می شود:

محاسبه سفتی در کشش و فشار.

عملکرد میلهتوسط کرنش نهایی آن [l] تعیین می شود. کشیدگی مطلق میله باید شرایط زیر را برآورده کند:

اغلب، یک محاسبه اضافی بر روی استحکام بخش های جداگانه میله انجام می شود.

بیشترین تنش های مماسی ناشی از چوب پیچ خورده نباید از تنش های مجاز مربوطه تجاوز کند:

به این نیاز، شرایط قدرت می گویند.

تنش مجاز در حین پیچش (و همچنین برای انواع دیگر تغییر شکل ها) به خواص مواد تیر محاسبه شده و ضریب ایمنی پذیرفته شده بستگی دارد:

در مورد یک ماده پلاستیکی، به عنوان یک تنش خطرناک (محدود کننده)، tpred به عنوان مقاومت تسلیم برشی و در مورد یک ماده شکننده، مقاومت کششی در نظر گرفته می شود.

با توجه به این واقعیت که آزمایش های مکانیکی مواد برای پیچش بسیار کمتر از کشش انجام می شود، همیشه داده های تجربی در مورد تنش های پیچشی خطرناک (محدود کننده) به دست نمی آید.

بنابراین در بیشتر موارد تنش های پیچشی مجاز بسته به تنش های کششی مجاز برای همان ماده گرفته می شود. به عنوان مثال، برای فولاد برای چدن که در آن تنش کششی مجاز چدن است.

این مقادیر تنش های مجاز به موارد عملکرد عناصر سازه در پیچش خالص تحت بارگذاری استاتیکی اشاره دارد. شفت ها که اجسام اصلی محاسبه شده برای پیچش هستند، علاوه بر پیچش، خمش را نیز تجربه می کنند. علاوه بر این، تنش های ایجاد شده در آنها در زمان متغیر است. بنابراین هنگام محاسبه شفت فقط برای پیچش توسط بار استاتیکی بدون در نظر گرفتن تغییرپذیری خمشی و تنش، باید مقادیر کاهش یافته تنش‌های مجاز را پذیرفت.در عمل بسته به مواد و شرایط عملیاتی شفت‌های فولادی، آنها را می‌گیرند.

باید تلاش کرد تا حد امکان از مصالح تیر به طور کامل استفاده شود، یعنی بیشترین تنش های طراحی که در تیر ایجاد می شود برابر با تنش های مجاز باشد.

مقدار τmax در شرایط مقاومت (18.6) مقدار بالاترین تنش برشی در مقطع خطرناک تیر در مجاورت سطح خارجی آن است. مقطع خطرناک تیر، مقطعی است که قدر مطلق نسبت برای آن بیشترین مقدار را دارد. برای میله ای از مقطع ثابت، خطرناک ترین قسمتی است که در آن گشتاور بیشترین مقدار مطلق را دارد.

هنگام محاسبه مقاومت تیرهای پیچ خورده، مانند محاسبه سایر سازه ها، سه نوع کار زیر امکان پذیر است که در شکل استفاده از شرط مقاومت (18.6) متفاوت است: الف) بررسی تنش ها (محاسبه بررسی). ب) انتخاب بخش (محاسبه طراحی)؛ ج) تعیین بار مجاز.

هنگام بررسی تنش ها برای بار معین و ابعاد یک تیر، بزرگترین تنش های برشی ناشی از آن تعیین می شود. در عین حال در بسیاری از موارد لازم است ابتدا نموداری ساخته شود که وجود آن تعیین مقطع خطرناک تیر را تسهیل کند. سپس بیشترین تنش های برشی در مقطع خطرناک با تنش های مجاز مقایسه می شود. اگر در این حالت شرط (6/18) برآورده نشد، باید ابعاد مقطع تیر را تغییر داد یا بار وارد بر آن را کاهش داد یا از ماده ای با مقاومت بالاتر استفاده کرد. البته اندکی (حدود 5%) مازاد بر حداکثر تنش های طراحی نسبت به تنش های مجاز خطرناک نیست.

هنگام انتخاب مقطع برای بار معین، گشتاور در مقاطع تیر تعیین می شود (معمولاً یک نمودار ساخته می شود) و سپس طبق فرمول

که نتیجه فرمول (6/8) و شرط (6/18) است، گشتاور قطبی لازم مقاومت مقطع تیر برای هر یک از مقاطع آن تعیین می شود که در آن مقطع ثابت فرض می شود.

در اینجا مقدار بزرگترین (بر اساس مقدار مطلق) گشتاور در هر بخش وجود دارد.

با بزرگی ممان قطبی مقاومت، با استفاده از فرمول (10.6)، قطر یک گرد جامد یا با استفاده از فرمول (11.6)، قطر بیرونی و داخلی بخش حلقوی تیر تعیین می شود.

هنگام تعیین بار مجاز با استفاده از فرمول (8.6)، با استفاده از تنش مجاز شناخته شده و ممان قطبی مقاومت W، گشتاور مجاز تعیین می شود، سپس بارهای خارجی مجاز تعیین می شود که از عمل آنها حداکثر گشتاور ایجاد شده در مقاطع تیر برابر با گشتاور مجاز است.

محاسبه شفت برای استحکام، امکان تغییر شکل هایی را که در طول کارکرد آن غیرقابل قبول است را رد نمی کند. زوایای بزرگ پیچش شفت به ویژه هنگام انتقال یک لحظه متغیر به آنها خطرناک است، زیرا این باعث ارتعاشات پیچشی می شود که برای قدرت آن خطرناک است. که در تجهیزات تکنولوژیکیبه عنوان مثال، ماشین های برش فلز، استحکام پیچشی ناکافی برخی از عناصر ساختاری (به ویژه پیچ های سربی ماشین تراش) منجر به نقض دقت پردازش قطعات تولید شده در این دستگاه می شود. بنابراین، در موارد ضروری، شفت ها نه تنها برای استحکام، بلکه برای استحکام نیز محاسبه می شوند.

شرایط صلبیت پیچشی تیر دارای فرم است

جایی که - بزرگترین زاویه نسبی پیچش تیر، با فرمول (6.6) تعیین می شود. - زاویه نسبی مجاز پیچش، گرفته شده برای طرح های مختلفو انواع مختلف بار برابر از 0.15 تا 2 درجه در هر 1 متر طول میله (از 0.0015 تا 0.02 درجه در هر 1 سانتی متر طول یا از 0.000026 تا 0.00035 راد در هر 1 سانتی متر طول شفت).