Основные дифференциальные соотношения теории изгиба Определение внутренних силовых факторов в сечениях рам Внецентренное растяжение и сжатие Расчет стастически неопределимых систем методом сил

Сопромат Теории прочности Основы теории упругости и пластичности

Теорема Кастильяна: Перемещение точки под силой в ее направлении, равно частной производной от потенциальной энергии деформации системы по этой силе. Метод Кастильяна используют для определения перемещений в оболочках, пластинах, массивах.

Определение перемещений методом Мора

 Суть метод Мора в следующем. Если необходимо определить перемещение в заданной точке по заданному направлению, то наряду с заданной системой внешних сил в этой точке прикладывается внешнее усилие Ф=1 в интересующим нас направлении.

 Далее составляется выражение потенциальной энергии системы, состоящей из n участков с учетом одновременного действия заданной системы внешних сил и силы Ф:

 (6.1)

,

где Кх, Ку-безразмерные величины, зависящие от геометрической формы сечения и учитывают неравномерность распределения касательных напряжений в сечении при поперечном изгибе. Так, например, для прямоугольника Кх=Ку=1,2, а для двутавра при изгибе в плоскости его стенки K=F/FCT, где F-площадь всего сечения двутавра, FCT -площадь стенки; Nz, Qx, Qy, Mz, Mx, My-внутренние силовые факторы, возникающие в поперечных сечениях заданной стержневой системы; -внутренние силовые факторы, возникающие в поперечных сечениях заданной системы, от действия усилия Ф=1.

 Дифференцируя выражение (6.1) по Ф, и полагая после этого Ф=0, находим искомое перемещение в искомой точке в нужном направлении.

. (6.2)

 Полученные интегралы называются интегралами Мора и широко применяются при вычислении перемещений стержневых систем.

  Для систем, элементы которых работают на растяжение или сжатие (например, шарнирно-стержневые системы-фермы), в формуле Мора (6.2) отличен от нуля будет только слагаемое, содержащее продольные силы. При расчете балок или рамных систем, работающих в основном на изгиб, влияние поперечной и продольной силы на перемещение несущественно и в большинстве случаев их влияние не учитывается. В случае пространственной работы стержня или стержневой системы, элементы которой работают, в основном, на изгиб и кручение, в формуле Мора обычно ограничиваются рассмотрением слагаемых, содержащих изгибающие и крутящие моменты.

 Подробно рассмотрим случай, когда брус работает только на изгиб (Mx¹0, Nz=Mz=My=Qx=Qy=0). В этой ситуации выражение (6.2) принимает вид:

. (6.3)

 Согласно (6.3) для определения перемещения произвольной точки в произвольном направлении, последовательно необходимо выполнять следующее:

 1.Построить эпюру моментов Мx от заданной системы внешних сил;

  2.Исключая внешние силы и в точке, где необходимо определить перемещение по заданному направлению, прикладывается единичное усилие (сила-если требуется определить линейное перемещение; момент-если требуется определить угловое перемещение), и от действия единичного усилия строится эпюра моментов ;

  3.По формуле Мора (6.3) вычисляется искомое перемещение.

Рис.6.6

Потенциальная энергия деформации. Гипотезы прочности. При деформации тела (пространственное) не только происходит изменение его объема, но и изменение формы (кубик → параллелепипед). U=UV+UФ, где UV – удельная потенциальная энергия изменения объема, UФ – удельная потенциальная энергия формообразования (формоизменения).
Экспертные Внецентренное растяжение и сжатие сопромат