Изгиб балки (расчетно-проектировочное задание), страница 4

Mx2 = – YA·z2 + q·a·(z2 – a/2) + M +MA ;

Mx2(a) = – 2,8·104  · 0,8 + 104 ·0,8·0,4 + 104 +5,72·10 4 = 4,8·104 (H·м);

Mx2(4a) = – 2,8·104 · 4·0,8 +104 ·0,8·2,8  + 104 +5,72·10 4 = 0(H·м);

Эпюры поперечных сил и  изгибающих моментов представлены на рисунке 1.7

Рисунок 1.7

Условие прочности :

σmax =  ≤ [σ] ;

Отсюда :    Wx =  = = 0,358·10 –3 м3 = 358  (см3);

         Wx = =  = 358 (см3 );    

         b=9,85  (см);  h=1,5b = 14,78  (см)

Безопасным будет сечение с размерами : b=10 (см), h = 15 (см) и  Ix для такой балки будет равен :

Ix = = = 187,5 (см3).

Найдем  τmax по формуле:

τmax =  ;   τmax =  = 2,8 (МПа).

Поперечное сечение консольной балки  представлено в масштабе 1: 5 на рисунке 1.8 :

Рисунок 1.8

Для составления уравнений перемещений поместим начало координат в левое крайнее сечение балки, распределенную нагрузку q продолжим до конца балки, скомпенсировав ее действие на длине 3·а нагрузкой противоположного направления (рис. 1.6) . Тогда уравнения  прогибов (универсальное уравнение ) для данной балки будут иметь вид:

E· Ix · y = E·Ix·y0 + E·Ix· θ 0·z – YA·  + MA· + q· │ + M·  –– q· │

Здесь последнее слагаемое учитывает распределенную компенсирующую нагрузку. Начальными параметрами являются  θ 0 =0  и у0 = 0 (угол поворота сечения и прогиб в начале системы координат, то есть в опоре А).

         Перепишем уравнение прогибов с учетом найденных реакций и реактивных моментов, а также с учетом того что θ 0 =0  и у0 = 0 :                                    

E· Ix · y = – 2,8·104·  + 5,72·10 4·  + 104· │+ 104·  – 104 ·│

Уравнение углов поворота сечений имеет вид:  

E·Ix· θ =   – 2,8·104·   + 5,72·10 4· + 104· │+ 104·  – 104 ·│ 

Определим вертикальное перемещение сечения С , находящегося на расстоянии 2·а  от левого края балки: 

2·1011· 187,5 ·10–6  · y = – 2,8·104·  + 5,72·10 4·  + 104· + 104·  – 104 ·   

y = 1,596·10–3 (м). 

Определим угол поворота сечения С , находящегося на расстоянии 2·а от левого края балки:

2·1011· 187,5 ·10–6·θ =   – 2,8·104·   + 5,72·10 4· + 104· + 104·  – 104 ·;                                                  

θ = 1,857·10 –3   (рад).