Главная > Введение в теорию упругости для инженеров и физиков
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

Кручение круглых валов

159. Предыдущее исследование касалось тонкостенных круглых труб. Однако без большого труда можно показать, что полученные результаты могут быть распространены как на толстостенные круглые трубы, так и на сплошные

круглые валы. Мы видели в нашем решении размеры тонкостенной трубы не изменяются и что ее поверхности свободны от напряжений. Следовательно, если мы составим толстостенный или сплошной круглый вал, собрав вместе много тонкостенных труб, имеющих один и тот же угол закручивания на единицу длины то трубы все время будут прилегать друг к другу, и первоначально соприкасающиеся точки прилегающих труб останутся в соприкосновении после того, как произойдет деформация. Совсем не важно, были или нет первоначально скреплены вместе составные трубы.

Для того чтобы могло иметь одно и то же значение в каждой из составляющих труб, должно быть, как и раньше, связано с радиусом трубы уравнением

Тогда выражение

остается верным для каждой трубы. Равным образом это сохраняется и для вала (так как полярные моменты инерции различных труб складываются). При этом вал может быть и полым и сплошным. J должен теперь быть моментом инерции всего поперечного сечения), а - общим приложенным к нему крутящим моментом. И тогда из (7) и (8) мы имеем:

т. е. то же, что и раньше, а полная упругая энергия, запасенная единицей длины вала, будет опять определяться формулой

Мы заметим, что единственной упругой постоянной, входящей в наще рещение, является С. Поэтому с помощью эксперимента на кручение цилиндрического образца можно весьма просто определить модуль сдвига.

160. Изучая наще рещение, мы видим, что оно предполагает специальное распределение касательных напряжений на торцевых сечениях стержня или трубы. В практике, когда круглый стержень (как например, вал винта парохода) передает крутящий момент от одного конца другому или когда образец подвергается испытанию на кручение, с целью определения С, нагрузка прикладывается не в виде касательного напряжения на торцах, а каким-нибудь иным способом на частях цилиндрических поверхностей, близких к концам. Но несмотря на то, что наше решение не отражает действительного состояния в областях, непосредственно примыкающих к нагруженным концам, мы, как и раньше (на основании принципа Сен-Венана), можем утверждать, что оно будет приближаться к действительному состоянию в центральной части вала или образца, если их цилиндрическая поверхность вдали от концов свободна от нагрузки.

В нашем решении касательное напряжение в какой-нибудь точке поперечного сечения имеет направление, перпендикулярное радиусу, проходящему через эту точку, и величину, пропорциональную радиальному расстоянию от оси. Сначала считали, что такое же распределение напряжений получается и тогда, когда поперечное сечение стержня (или трубы) некруговое. Этот вывод, однако, противоречит теореме, установленной в § 129, главы IV, которая говорит, что касательное напряжение не может иметь компонента, перпендикулярного свободной от нагрузки поверхности тела. Согласно этой теореме, во всех точках контура поперечного сечения должно быть направлено вдоль контура. Отсюда ясно, что не может иметь направление, которое во всех точках перпендикулярно радиусу, если контур не является окружностью. Следовательно, наше решение применимо только к сплошным или полым круглым стержням. Другие

формы поперечного сечения требуют специального решения, и будут рассмотрены в главе XI.

Значение этого ограничения можно видеть на примере прямоугольного поперечного сечения (рис. 48). Если решение предыдущих параграфов применить к этому случаю, то мы получим, что касательное напряжение будет иметь максимальную величину в угловых точках, где наибольшее. Теорема же, на которую мы ссылались, показывает, что в какой-нибудь точке на стороне касательное напряжение может иметь компонента, перпендикулярного а в какой-нибудь точке на стороне касательное напряжение не может иметь компонента, перпендикулярного Отсюда, в угловой точке поперечного сечения (которая принадлежит обеим сторонам), напряжение не может иметь компонентов ни в том, ни в другом направлении и таким образом обращается в нуль вместо того, чтобы достигать максимального значения.

Рис. 48

Примеры

(Для стали берем кг/см.)

9. (Oxford F. Е. Е. S. 1933.) Полый стальной вал длины 183 см должен передать крутящий момент в Найти наружный и внутренний диаметры вала, если угол кручения не должен превышать 2°, а касательные напряжения не должны превышать 703 кг/см.

10. (Camb. М. S. Т. 1932.) Полый круглый вал с внешним диаметром и внутренним диаметром должен передавать крутящий момент в вместе с осевой силой растяжения в Касательное напряжение в валу не должно превосходить Составить уравнение для определения и показать, что оно приближенно удовлетворяется при .

[В соответствии с (35) главы IV заданное условие требует, чтобы где диаметр в сантиметрах) и (наибольшее касательное напряжение от крутящего момента), равное

Отсюда мы получим условие

11. (Oxford F.E.E.S. 1934.) Сплошной стальной вал предназначается для передачи при 90 об/мин. При испытании материала на растяжение металл достиг предела текучести при напряжении 3940 кг/см. Найти необходимый диаметр вала из условия, что упругая энергия, запасенная в материале вала (на единицу объема), нигде не превосходит половины той, которая была бы запасена при пределе текучести в случае простого растяжения. [13,36 см.]

1
Оглавление
email@scask.ru