Реферат: Сопротивление материалов Теория механизмов и машин

3.3 Чистый сдвиг

Чистым сдвигом называется такое напряженное состояние, когда на гранях элемента, выделенного из конструкции, возникают только касательные напряжения (рисунок 2). По закону парности касательных напряжений

Рисунок 2. Чистый сдвиг

Примеры: скручиваемая тонкостенная труба; пластина, под действием контурных сдвигающих сил и т.д.

Касательные напряжения при сдвиге определяются из условия равновесия отсеченной части элемента конструкции. При этом они считаются равномерно распределенными по сечению.

Рассматривая напряжение на наклонных площадках можно доказать, что чистый сдвиг эквивалентен одновременному растяжению и сжатию напряжениями по взаимно перпендикулярным площадкам, наклоненным к исходным под углом .

Под действием возникает угол сдвига , закон Гука при сдвиге имеет вид

где модуль сдвига, упругая постоянная материала, определяется экспериментально, измеряется в Па.

Между тремя упругими постоянными материала имеется связь:

.

Удельная потенциальная энергия деформации при сдвиге определяется по формуле

Условие прочности при сдвиге имеет вид

по теории чистого сдвига производится расчет многих соединений. Пример расчета заклепочных и сварных соединений.

3.4 Расчет заклепочных и сварных соединений

Заклепочные соединения считаются на срез и смятие (рис.3,а). Условия прочности имеют вид:

где z₀ – количество заклепок; i – число плоскостей среза; t_min – минимальная толщина соединяемых листов.

При проектном расчете из этих условий определяют z и d.

Рисунок 3

Сварочный шов обычно накладывается в виде прямоугольного равнобедренного треугольника катетом k. Срез таких швов происходит по наименьшей биссекторной плоскости (рис.3,б). Рассмотрим расчет фланговых швов (рис.3,в). Условие прочности швов на срез имеет вид

где l_шв – суммарная длина шва; - допускаемое касательное напряжение для шва.