Наибольшей жесткости

Отношение /5//,i, имеет пологий максимум при а = 45 — 60°. В этом диапазоне фермы типа, приведенного на рис. 95, обладают наибольшей жесткостью. Напряжения (рис. 96, б) в балке во много раз больше напряжений в стержнях (например, при а = 45° в 100-1000 раз).

Наибольшей жесткостью при наименьшей массе обладают конусы с углом при вершине 60—90°.

Для повышения жесткости без увеличения массы деталей необходимо усиливать участки сечений, подвергающиеся при данном виде нагружения наиболее высоким напряжениям, и удалять ненагруженные и малонагруженные участки. При изгибе напряжены сечения, наиболее удаленные от нейтральной оси. При кручении напряжены внешние воаокна; по направлению к центру напряжения1 уменьшаются и в центре они равны нулю. Следовательно, целесообразно всемерно развивать наружные размеры, сосредоточивая материал на периферии и удаляя его аз центра. Наибольшей жесткостью и прочностью при наименьшей массе обладают развитые по периферии полые тонкостенные детали типа коробок, труб и оболочек.

рованйе деформаций поперечными перегородками 14-18, анкерными болтами 19 и пластинами 20. Наибольшей жесткостью обладают закрытые профили 27; .22, особенно с поперечными 23 или продольными диагональными 24 связями.

(конструкция е). Другой прием увеличения жесткости — введение промежуточного отсека S (конструкция ж) с отлитыми за одно целое подвесками. Наибольшей жесткостью обладает картер, состоящий из двух несущих половин (конструкция з), стянутых между собой и с блоком цилиндров сквозными болтами 9.

Наибольшей жесткостью обладают двустенные плиты. В конструкции 18 стенки связаны лучевыми ребрами, формуемыми с помощью стержней, вводимых с боков плиты. Плиты с прямыми 19 и раскосными 20, 21 ребрами формуются сквозными стержнями, укрепляемыми на знаках в боковых стенках плиты. Полузакрытые плиты с вафельными ребрами 22 формуются с помощью стержней, укрепляемых 'через отверстия в нижней стенке плиты. Плита с арочной нижней стенкой 23 формуется стержнями через боковые стенки.

Продольную жесткость отсекам придают с помощью связей 1-3, расположенных вдоль образующих (рис. 138) или выполнением отсека из нескольких сегментов 4. Наибольшей жесткостью и прочностью обладают гофровые 5 и сотовые 6 конструкции.

Хотя вызванные внешней нагрузкой деформации равномерно распределены по поперечному сечению композита, из-за различия уровней напряжений в компонентах композита (а также различия их упругих постоянных) появляются поперечные напряжения между этими компонентами. Их знак и величина зависят от свойств компонентов, объемной доли упрочнителя, величины приложенной нагрузки и геометрических факторов. Возникает сложное напряженное состояние, которое характеризуется наибольшей жесткостью на поверхностях раздела между компонентами, но влияет и на поведение материала композита в целом. Природа этого напряженного состояния и его влияние на свойства рассмотрены более подробно в следующих разделах данной главы.

Отношение /6//ф- имеет пологий максимум при а = 45 ~ 60°. В этом диапазоне фермы типа, приведенного на рис. 95, обладают наибольшей жесткостью. Напряжения (рис. 96, б) в балке во много раз больше напряжений в стержнях (например, при а = 45° в 100—1000 раз).

Наибольшей жесткостью при наименьшей массе обладают конусы с углом при вершине 60—90°.

рован'ие деформаций поперечными перегородками 14—18, анкерными болтами 19 и пластинами 20, Наибольшей жесткостью обладают закрытые профили 27; .22, особенно с поперечными 23 или продольными диагональными 24 связями.

Жесткость фланцев повышают увеличением их высоты (е, не). Для устранения массивов вводят выборки 1 между бобышками. Связь фланцев со стенками усиливают ребрами (з), гофрированием стенок (и), расположением крепежных деталей в нишах, имеющих в поперечном сечении полукруглую форму (к). Для достижения наибольшей жесткости и прочности ниши углубляют в стенки, а потолок ниш связывают со стенками ребрами (л).

Брус с узким прямоугольным сечением при изгибе в плоскости наибольшей жесткости может оказаться неустойчивым и при некотором значении нагрузки, называемой критической, выпучится.

17. Значения критической нагрузки для бруса с узким прямоугольным поперечным сечением при изгибе в плоскости наибольшей жесткости

Если сопоставить результаты решения этого и предыдущего примеров, то обнаруживается следующее: при одинаковых схемах нагружения брусьев, равных нагрузках и допускаемых напряжениях в первом случае требуется площадь поперечного сечения 54- 102 мм2, а во втором — 48,5- 102 лш2. В то же время нам известно, что при прямом изгибе прямоугольное сечение (при изгибе бруса в плоскости наибольшей жесткости) выгоднее круглого. Здесь оказывается наоборот, так как брус круглого сечения испытывает прямой изгиб, а брус прямоугольного сечения — косой. Иными словами, косой изгиб нежелателен, так как для обеспечения прочности бруса требуются большие размеры его сечения, чем при прямом изгибе.

Брус с узким прямоугольным сечением при изгибе в плоскости наибольшей жесткости может оказаться неустойчивым и при некотором значении нагрузки, называемой критической, выпучится.

17. Значения критической нагрузки для бруса с узким прямоугольным поперечным сечением при изгибе в плоскости наибольшей жесткости

наибольшей жесткости перпендикулярно оси трещины.

Объект (тормозная тяга) подвешивался на топкой нити длиной 1810 мм. ВИП жестко крепился с помощью хомута в средней части тяги в плоскости наибольшей жесткости. Воз-

302. Тимошенко С. П. Об устойчивости плоской формы изгиба двутавровой балки под влиянием сил, действующих в плоскости ее наибольшей жесткости (1905 г.).—В кн.: Устойчивость стержней, пластин и оболочек (избранные работы С. П. Тимошенко).—М.: Наука, 1971.

Для получения наибольшей жесткости и прочности стекло-пластиковых оболочек их целесообразно проектировать так, чтобы основная нагрузка воспринималась стеклонитями, а не полимерным связующим. При таком оптимальном проектировании также оказывается возможным исходить из схемы сетчатой оболочки. Если на стеклопластиковую оболочку, спроектированную подобным образом, действует нагрузка, отличающаяся от расчетной, в работу включается связующее, и расчетная схема сетчатой оболочки перестает быть приемлемой.

Положим, что диск посажен с эксцентрицитетом, соответствующий вектор которого имеет проекции на оси ? и Ц, равные аг и аа. Кроме того, будем считать, что вал расположен горизонтально и что вес диска его изгибает. Последнее в данном случае существенно по той причине, что при вращении вала вертикальное положение поочередно занимает то плоскость наибольшей жесткости, то плоскость наименьшей жесткости, прогиб вала от действия веса в процессе вращения меняется. Проекции силы веса вала на оси ? и TI будут