Реферат: Внутренние силы и напряжения, возникающие в поперечных сечениях бруса при растяжении и сжатии

Определим, на какую величину и (см) переместится каждое сечение стержня по направлению силы Р. Перемещениесечения равно удлинению отрезка

Длиной Следовательно, согласно формуле (1.6)

Таким образом, на участке изменения перемещение и пропорционально г (рис. 21, г). На втором участке стержня перемещение равно

Зависимостьтакже будет линейной. Наибольшее перемещение имеет торцевое сечение стержня

Пример 1.2. Построить эпюры нормальных сил, напряжений и перемещений для свободно подвешенного цилиндрического стержня, нагруженного силами собственного веса (рис. 22). Длина стержня площадь поперечного сечения Р, удельный вес материалаНормальная сила в сеченииравна весу нижележащей части стержня: Следовательно, нормальная сила пропорциональнаЭпюра. А в данном случае штрихуется горизонтальными линиями, поскольку величины N откладываются в горизонтальном направлении. Напряжение в сечении равно (см. эпюру на рис. 22).

Перемещение и в сечении г равно удлинению верхнего участка стержня.По формуле (1.5). Таким образом, закон изменения и изображается квадратичной функцией Наибольшее перемещение имеет нижнее торцевое сечение

Пример1.3. Колонна (рис.23) нагружена силой Р Такими силами собственного веса. Требуется подобрать такой закон изменения площади поперечного сечения чтобы напряжения во всех сечениях были одинаковы и равныПостроить эпюры нормальных сил, напряжений и перемещений.

На расстоянии г от торца нормальная сжимающая сила N равна

По условию задачи

откуда

Дифференцируя обе часта этого равенства по г, получим Или

После интегрирования находим

или

Приследовательно,и тогда искомый закон изменения

площади Г принимает вид

Построение эпюр удобнее всего начинать с эпюры напряжения а, которое вдоль оси колонны по условию не меняется (рис. 23). Поскольку напряжение постоянно, то постоянным будет и относительное удлинение е. Поэтому перемещение и возрастает пропорционально расстоянию от основания колонны.

Нормальная сила в сечении равна

Эпюра Л показана на рис. 2.3.