Задачи на динамические нагрузки

2. Пример: при действии ударной нагрузки (малой продолжительности) многие материалы, которые при статическом действии нагрузок оказывались пластичными, работают как хрупкие.

3. От многократно повторяющейся переменной нагрузки прочность материалов резко снижается

4. Общий метод расчета на динамическую нагрузку основан на принципе Даламбера:

всякое движущееся тело может рассматриваться как находящееся в состоянии мгновенного равновесия, если к действующим на него внешним силам добавить силу инерции, равную произведению массы тела на его ускорение и направленную в сторону, противоположную ускорению

Задачи на динамические нагрузки

1. Задачи с учетом сил инерции (силы инерции не зависят от свойств и деформаций системы)

2. Расчеты на ударную нагрузку

3. Задачи на циклические нагружения и колебания

Расчет при известных силах инерции (при ускоренном подъёме груза)

1. Статическое действие груза на трос

Nст — G = 0

Nст = G

Вывод: Статическое усилие в тросе Nст = весу груза G

2. Динамическое действие груза на трос

Nдин — G – Fин = 0

Nдин = G + Fин

Вывод: так как груз поднимается ускоренно, то трос воспринимает динамическое усилие Nдин не только от веса груза G, но ещё и от силы инерции этого груза Fин, которая направлена вниз

Напряжения, возникающие при колебаниях деталей (динамические), могут во мно­го раз превосходить по своей величине напряжения от действия ста­тических нагрузок.

Приближенный расчет на удар

1. Удар — это происходящее в результате соприкосновения взаимодействие движущихся тел.

2. Удар характеризуется резким изменением скоростей частиц взаимодействующих тел за малый промежуток времени, при этом сила удара достигает очень большого значения. Пример: действие молота на металл, удар груза при забивке свай, воздействие колеса вагона на рельс через стык.

3. Допущения при расчёте на удар

А) за время совершения удара трудно произвести измерения силы удара.

Б) производят условный расчет на удар, по которому определяют внутренние силы и перемещения в стержне.

В) определяют наибольшее динамическое перемещение точки стержня, по которой наносится удар, а затем определяется напряженное состояние стержня.

Г) Существуют следующие допущения при расчете стержня на удар:

Допущение 1: деформация стержня, вызванная ударной нагрузкой, описывается законом Гука, а сам стержень является линейно деформируемой системой.

Допущение 2: работа, совершаемая падающим грузом, полностью переходит в потенциальную энергию деформации стержня;

Допущение 3: масса стержня, воспринимающего удар, пренебрежимо мала по сравнению с массой падающего груза;

Допущение 4: удар считается неупругим.

Прочность при циклически меняющихся напряжениях — авто

1. Большинство деталей машин в рабочих условиях испытывают пе­ременные напряжения, циклически изменяющиеся во времени.

2. Они воз­никают в детали от изменения нагрузки, а также в связи с изменением положения их сечений по отношению к постоянной нагрузке (например, вращение детали).

3. При переменных напряжениях после некоторого числа циклов нагружения может наступить внезап­ное разрушение детали. Это явление называется усталостью матери­алов.

4. В подавляющем большинстве случаев расчеты на прочность деталей, работающих при переменных напряжениях, выполняют как проверочные.

5. При этом проектировочный расчет детали для определения ее размеров, выполняют приближенно без учета переменности напряжений, но по пониженным допускаемым напряжениям.

Самостоятельная работа обучающихся (эзс – 1 час, арх – 2 час, авто – 2)

1. Подготовить опорный конспект на основе дополнительной информации по теме «Усталость материалов — Выносливость. Циклы и их характеристики. Кривая усталости. Предел выносливости.

1. 1. Решение задач по расчёту валов на усталость (выносливость) по концентраторам напряжений — авто

F

ε

Δ δ

∫

║

φ

φ

σ

σ

┴

КРУЧЕНИЕ АВТО