Построение эпюр внутренних усилий
при поперечном изгибе
Для четырех заданных расчетных схем стержней требуется:
определить опорные реакции;
разбить стержень на характерные участки и, пользуясь уравнениями статики, составить аналитические выражения для определения внутренних усилий в произвольном сечении для каждого участка;
определить сечения, в которых изгибающий момент имеет экстремальные значения;
для каждой схемы построить эпюры внутренних усилий в выбранном масштабе;
проверить правильность построения эпюр по дифференциальным зависимостям междуМ, Qиq.
Дано:
F=10 кН M=12 кН*м
q=14 кН/м L=7,2 м
Решение
1. Составим расчетную схему.
2. Определим реакции опор.
Составим уравнение моментов всех сил относительно точки B.
Mb=-Ra*7,2+q*4,8*2,4-F*9,6+M=0
Ra=q*4,8*2,4-F*9,6+M7,2
Ra=28*4,8*2,4-10*9,6+127,2=33,133 кН
Составим уравнение проекций всех сил на ось x.
Fx=q*4,8-Rbx=0
Rbx=q*4,8=28*4,8=134,4 кН
Составим уравнение проекций всех сил на ось y.
Fy=F+Ra+Rb=0
Rb=-F-Ra=-10-33,133=-43,133 кН
Реакция Rb получилась со знаком минус. Следует перенаправить ее в противоположенную сторону и принять со знаком плюс.
Проверим правильность расчета реакций.
Составим уравнение моментов всех сил относительно точки K.
Mk=-Ra*3,6+q*4,8*2,4-F*6+M-Rb*3,6=0
-33,133*3,6+28*4,8*2,4-10*6+12-43,133*3,6=0
Реакции определены верно.
3
. Определим внутренние усилия в сечениях рамы по участкам.
Участок AD y∈0; 4,8
Nad=-Ra=-33,133 кН
Qad=-q*y
при y=0
Qad=0
при y=4,8
Qad=-28*4,8=-134,4 кН
Mad=-q*y22
при y=0
Mad=0
при y=1,2
Mad=-28*1,222=-20,6 кН*м
при y=2,4
Mad=-28*2,422=-80,64 кН*м
при y=3,6
Mad=-28*3,622=-181,44 кН*м
при y=4,8
Mad=-28*4,822=-322,56 кН*м
Участок CD x∈0; 2,4
Ncd=0
Qcd=F=10 кН
Mcd=F*x
при x=0
Mcd=0
при x=2,4
Mcd=10*2,4=24 кН*м
Участок KB x∈0; 3,6 справа налево
Nkb=-Rbx=-134,4 кН
Qkb=Rb=43,133 кН
Mkb=-Rb*x
при x=0
Mkb=0
при x=3,6
Mkb=-43,133*3,6=-155,279 кН*м
Участок DK x∈0; 3,6 справа налево
Ndk=-Rbx=-134,4 кН
Qdk=Rb=43,133 кН
Mdk=-Rb*3,6+x+M
при x=0
Mdk=-43,133*3,6+12=-143,279 кН*м
при x=3,6
Mdk=-43,133*7,2+12=-298,56 кН*м
По полученным данным строим эпюры.
По полученным данным делаем выводы:
Экстремальное значение изгибающий момент имеет в верхней части стойки Mmax=322,56 кН*м.
Проверка эпюр
К стойке приложена распределенная нагрузка