6 Прямой изгиб
6.21 (Вариант 22092) Для стальной балки, нагруженной в соответствии с расчетной схемой, из условия прочности по нормальным напряжениям подобрать размеры поперечного сечения.
Расчет выполнить для четырех вариантов поперечного сечения:
– двутавр;
– прямоугольное с соотношением сторон ;
– круглое сплошное с внешним диаметром D;
– кольцевое с соотношением диаметров .
Выбрать наиболее рациональное поперечное сечение и для него построить эпюры нормальных и касательных напряжений в опасных поперечных сечениях балки. Исходные данные для расчета принять по табл. 4.1 и рис. 4.5, полагая: Р = qa; m = Pa = qa² ; q = 10 кН/м; а = 1 м.
Внешние нагрузки | |||||
m1 | m2 | Р1 | Р2 | q1 | q2 |
2m | m | Р | Р | q | q |
Продолжение таблицы 4.1
Материал балки | ||||
Сталь | Чугун | |||
Марка | Предел
текучести σт, МПа |
Марка | Предел прочности, МПа | |
при растяжении σвр | при сжатии σвс | |||
40ХН | 900 | СЧ25 | 280 | 1000 |
Коэффициент запаса прочности принять nт =1,5; допускаемые касательные напряжения принять [τ] = 0,6[σ].
ВУЗ: ПГУ
Все задачи из: Литвинов А.Н. Механика материалов и конструкций ПГУ 2018
6.22 (Вариант 542) Определить номер двутавровой балки, изображенной на рис. 3, при [σ] = 160 МПа, [τ] = 110 МПа. Построить эпюры распределения напряжений σ и τ в опасных сечениях. Сделать проверку прочности по главным напряжениям, условно приняв Мmax = М, Qmax = Q. Определить перемещения Δвертк , φк при модуле упругости Е = 2·105 МПа.
Таблица 1
Исходные данные
Схемы к
задаче 3 |
Размер, м | Нагрузка | ||||
a | b | c | q, кН/м | F, кН | m, кНм/м | |
8 | 0,8 | 0,8 | 0,7 | 90 | 80 | 20 |
ВУЗ: ДВГУПС
6.23 Для заданной схемы балки (рис. 3) требуется построить эпюру поперечных сил и эпюру изгибающих моментов, найти максимальный изгибающий момент Ммакс и по нему подобрать стальную двутавровую балку с указанием ее номера по ГОСТ 8239-72.
Допускаемое напряжение на изгиб принимать [σ] = 150 МПа.(15 кН/см²). Данные для расчета взять из таблицы 3.
Некоторые значения моментов сопротивления сечения при изгибе Wx для балок двутаврового сечения (ГОСТ 8239-72) приведены (табл.3).
Таблица 3
Вариант 1 | ||||||
а, м | b, м | с, м | l, м | Изгибающий
момент М, кН·м |
Сосредоточенная
сила F, кН |
Равномерно
распределяемая нагрузка q, кН/м |
2,0 | 3,2 | 1,8 | 10 | 7 | 20 | 22 |