Реклама

Подробное построение эпюр усилий в балке 023

Определение усилий в точке "3"

• Левое сечение (рис. 8).

Рис. 8

Усилие M_y, сумма моментов всех сил относительно сечения:
sum{~}{~}{M} = 0,~~ M_y + F_{1z} * ( a_1 + a_2 ) ~-~ R_Az * a_2 + q * a_2 * {{a_2}/2} = 0;
M_y = ~-~F_{1z} * ( a_1 + a_2 ) + R_Az * a_2 ~-~ q * a_2 * {{a_2}/2} = ~-~9 * ( 2 + 4 ) + 62,76 * 4 ~-~ 12 * 4 * {4/2} = 101,04 кН·м.
Откладываем значение усилия на рис. 2, д.

• Правое сечение (рис. 9).

Рис. 9

Усилие M_y, сумма моментов всех сил относительно сечения:
sum{~}{~}{M} = 0,~~ M_y + F_{1z} * ( a_1 + a_2 ) ~-~ R_Az * a_2 + q * a_2 * {{a_2}/2} + M_1= 0;
M_y = ~-~F_{1z} * ( a_1 + a_2 ) + R_Az * a_2 ~-~ q * a_2 * {{a_2}/2} ~-~ M_1 = ~-~9 * ( 2 + 4 ) + 62,76 * 4 ~-~ 12 * 4 * {4/2} ~-~ 40 = 61,04 кН·м.
Откладываем значение усилия на рис. 2, д.

В сечении где приложен сосредоточенный изгибающий момент, на эпюре M_y будет скачок на величину этого момента. Поэтому в таких сечениях значение изгибающего момента находят слева и справа от точки.

Определение усилий в точке "4"

• Правое сечение (рис. 10).

Рис. 10

Усилие M_y, сумма моментов всех сил относительно сечения:
sum{~}{~}{M} = 0,~~ M_y + F_{1z} * ( a_1 + a_2 + {a_3}/2 ) ~-~ R_Az * ( a_2 + {a_3}/2 ) + q * ( a_2 + {a_3}/2 )* {1/2} * ( a_2 + {a_3}/2 ) + M_1 = 0;
M_y = ~-~F_{1z} * ( a_1 + a_2 + {a_3}/2 ) + R_Az * ( a_2 + {a_3}/2 ) ~-~ q * ( a_2 + {a_3}/2 )* {1/2} * ( a_2 + {a_3}/2 ) ~-~ M_1 = = ~-~9 * ( 2 + 4 + 1 ) + 62,76 * ( 4 + 1 ) ~-~ 12 * ( 4 + 1 )* {1/2} * ( 4 + 1 ) ~-~ 40 = 60,8 кН·м.
Откладываем значение усилия на рис. 2, д.

Определение усилий в точке "5"

• Левое сечение (рис. 11).

Рис. 11

Усилие Q_z, спроектируем все силы на ось z:
sum{~}{~}{F_z} = 0,~~ -~Q_z + F_{2z} ~-~ R_B = 0;
Q_z = F_{2z} ~-~ R_B = 6,93 ~-~ 25,17 = ~-~ 18,24 кН.

Усилие M_y, сумма моментов всех сил относительно сечения:
sum{~}{~}{M} = 0,~~ -~ M_y ~-~ F_{2z} * a_4 + R_B * (a_4 + a_5) ~-~ M_2 = 0;
M_y = ~-~ F_{2z} * a_4 + R_B * (a_4 + a_5) ~-~ M_2 = ~-~ 6,93 * 1 + 25,17 * (1 + 2) ~-~ 20 = 48,58 кН·м.
Откладываем значение усилия на рис. 2, д.

Определение усилий в точке "6"

• Левое сечение (рис. 12).

Рис. 12

Усилие N_x, спроектируем все силы на ось x:
sum{~}{~}{F_x} = 0,~~ -~ N_x ~-~F_{2x} = 0;
N_x = ~-~F_{2x} = ~-~ 4 кН.
Откладываем значение усилия на рис. 2, в.

Усилие Q_z, спроектируем все силы на ось z:
sum{~}{~}{F_z} = 0,~~ -~Q_z + F_{2z} ~-~ R_B = 0;
Q_z = F_{2z} ~-~ R_B = 6,93 ~-~ 25,17 = ~-~ 18,24 кН.

Откладываем значение усилия на рис. 2, г.

Усилие M_y, сумма моментов всех сил относительно сечения:
sum{~}{~}{M} = 0,~~ -~ M_y ~-~ F_{2z} * 0 + R_B * a_5 ~-~ M_2 = 0;
M_y = R_B * a_5 ~-~ M_2 = 25,17 * 2 ~-~ 20 = 30,34 кН·м.
Откладываем значение усилия на рис. 2, д.

• Правое сечение (рис. 13).

Рис. 13

Усилие N_x, спроектируем все силы на ось x:
sum{~}{~}{F_x} = 0,~~ -~ N_x = 0;
N_x = 0.

Усилие Q_z, спроектируем все силы на ось z:
sum{~}{~}{F_z} = 0,~~ -~Q_z ~-~ R_B = 0;
Q_z = ~-~ R_B = ~-~ 25,17 кН.

Откладываем значение усилия на рис. 2, г.

Определение усилий в точке "7"

• Левое сечение (рис. 14).

Рис. 14

Усилие Q_z, спроектируем все силы на ось z:
sum{~}{~}{F_z} = 0,~~ -~Q_z ~-~ R_B = 0;
Q_z = ~-~ R_B = ~-~ 25,17 кН.

Откладываем значение усилия на рис. 2, г.

Усилие M_y, сумма моментов всех сил относительно сечения:
sum{~}{~}{M} = 0,~~ -~ M_y + R_B * 0 ~-~ M_2 = 0;
M_y = ~-~ M_2 = ~-~ 20 кН·м.
Откладываем значение усилия на рис. 2, д.

• Правое сечение (рис. 15).

Рис. 15

Усилие Q_z, спроектируем все силы на ось z:
sum{~}{~}{F_z} = 0,~~ -~Q_z = 0;
Q_z = 0.

Откладываем значение усилия на рис. 2, г.

Определение усилий в точке "8"

• Левое сечение (рис. 16).

Рис. 16

Усилие M_y, сумма моментов всех сил относительно сечения:
sum{~}{~}{M} = 0,~~ -~ M_y ~-~ M_2 = 0;
M_y = ~-~ M_2 = ~-~ 20 кН·м.
Откладываем значение усилия на рис. 2, д.

Определение изгибающего момента в вершине параболы (рис. 17)

Вершина параболы находится в точке где Q_z = 0 (между эпюрами Q_z и M_y существуют дифференциальные зависимости, Q_z - это производная от M_y, а там где производная равна нулю функция обретает экстремальное значение). Координату этой точки легко найти по формуле:

x_0 = {Q_y}/q = {53,76}/12 = 4,48 кН.

Рис. 17

Усилие M_y, сумма моментов всех сил относительно сечения:
sum{~}{~}{M} = 0,~~ M_y + F_{1z} * ( a_1 + x_0 ) ~-~ R_Az * x_0 + q * x_0 * {{x_0}/2} + M_1 = 0;
M_y = ~-~F_{1z} * ( a_1 + x_0 ) + R_Az * x_0 ~-~ q * x_0 * {{x_0}/2} ~-~ M_1 = = ~-~9 * ( 2 + 4,48 ) + 62,76 * 4,48 ~-~ 12 * 4,48 * {{4,48}/2} ~-~ 40 = 62,42 кН·м.
Откладываем значение усилия на рис. 2, д.

После построения эпюр усилий, рекомендуется проверять правильность их построения. Для этого используются дифференциальные зависимости между эпюрами Q_z та M_y. Вот основные зависимости между этими эпюрами:

1) На участке стержня, где есть равномерно распределенная нагрузка (далее РРН):
• эпюра Q_z изменяется функцией косой линии;
• эпюра M_y - параболой.

2) На участке стержня, где нет РРН:
• эпюра Q_z параллельная базе или равна константе (база - самая толстая линия на эпюре от которой откладываются ординаты эпюры);
• эпюра M_y - изменяется функцией косой линии.

3)Изменение знака эпюры Q_z:
• там где Q_z > 0 - эпюра M_y растет;
• там где Q_z < 0 - эпюра M_y спадает;.

4) В сечении где Q_z = 0 эпюра M_y обретает экстремальное значение.

5) В сечении на стержне, где находится сосредоточена сила:
• на эпюре Q_z будет скачок на величину этой силы (если двигаться слева направо, то скачок будет в направлении силы);
• на эпюре M_y - злом в направлении действия силы.

6) В сечении на стержне, где находится сосредоточенный момент:
• на эпюре Q_z ничего не происходит;
• на эпюре M_y будет скачок на величину этого момента.

Понравилась статья! Поддержи проект! Ставь ЛАЙК!