Внецентренного приложения

При работе механизма изменяются направления и нагрузки на звенья (см. гл. 22). Это приводит к переменным значениям деформаций, что, в свою очередь, вызывает изменение нагрузок на звенья. Периодические колебания нагрузок, связанные с непостоянной жесткостью звеньев, могут привести к их вибрации. При кинематических расчетах механизмов (см. гл. 21) исходили из того нереального положения, что все звенья находятся в одной плоскости, в то время как в плоских механизмах звенья расположены в параллельных плоскостях (рис. 23.7). При перераспределении нагрузки между элементами кинематических пар происходит внецентренное приложение ее к звеньям, а следовательно, возникает продольный изгиб, кручение, что, в свою очередь, влияет на реакции в кинематических парах. В быстроходных механизмах вследствие этого возможно возникновение дополнительных динамических нагрузок.

В реальных деталях стержневой формы (винтах, стойках и др.) неизбежны отклонения оси стержня от прямолинейного направления и внецентренное приложение сжимающих сил, поэтому потеря устойчивости стержня происходит при напряжениях, меньших критических.

Рис. 18.15. Неидеальное (внецентренное) приложение нагрузки к системе: а) недеформированная система; б) си* стема в деформированном состоянии; б) к составлению уравнения равновесия системы.

6.4.1. Предварительные замечания. На примере системы с одной степенью свободы выше, в разделе 2.4, было показано влияние несовершенств на зависимость сила — характерное перемещение. Аналогичная картина наблюдается и для такой упругой системы, как стержень. Ниже рассматриваются два случая несовершенств, имеющие наиболее важное практическое значение: стержень с начальной погибью и внецентренное приложение силы. В обоих случаях дается приближенная формула, позволяющая учесть влияние несовершенств на зависимость сила — характерное перемещение.

Точка подвеса верхнего блока в мачте не находится на геометрической оси мачты, а неизбежно отдалена от нее на некоторое расстояние (с на фиг. 56). Внецентренное приложение нагрузки осложняет явление сжатия сечений мачты дополнительными явлениями изгиба.

Изгиб крепежных деталей часто возникает из-за перекоса опорных поверхностей, вызывающего внецентренное приложение нагрузки (рис. 353). Если опорная поверхность имеет конструктивный уклон, то обязательно применение косых (1) или, лучше, сферических (2) шайб. Для предупреждения внецентренного нагружения плоские торцы нажимных, грузоподъемных и т. п. винтов (3) следует заменять сферическими (4).

силу L = RH sin (а + <р), обратную тяговому усилию, и силу S = RH cos (ч + ср), воспринимаемую стенкой борозды (через колёса в плугах), или уравновешиваемую левооборачиваю-щими батареями дискоз (бороны, лущильники). Внецентренное приложение силы Т, параллельной оси дисков, создаёт момент, вращающий батарею по часовой стпелке и обусловливающий стремление передних дисков А

(внецентренное приложение продольной силы)

Рис. 9.19. Внецентренное приложение внешней нагрузки

Внецентренное приложение продольной силы 411 Внутренняя норма доходности 453, 459 Водопоглощение 348 Волна де Бройля 251

Соединения внахлестку. Соединения внахлестку в принципе нехороши тем, что внецентренное приложение нагрузки в них вызывает большую концентрацию напряжений, Их исключительная простота иногда оправдывает их применение, поэтому могут быть интересными данные исследования усталостной прочности таких соединений, выполненного Джексоном и др. [570] (рис. 10.9). Листы изготовлены из алюминиевого сплава (24 S-T Alclad) с пределом прочности при растяжении приблизительно 48 кГ/мм2 и с удлинением 18%. Толщины листов показаны на рисунке. ,Во всех случаях применялись авиационные болты диаметром 9,50 мм, момент завертывания гаек составлял 1,26 кГ-м. График показывает, что проч-

В системах, работающих на растяжение-сжатие, изгиб нередко возникает в результате асимметрии сечений; внецентренного приложения нагрузки или криволинейности формы детали.

Изгиб болтов часто является результатом неправильного их расположения относительно действующих нагрузок. .В конструкции кронштейна 22 допущены две ошибки: отсутствует элемент, воспринимающий срез; стержни болтов испытывают изгиб в результате внецентренного приложения осевой нагрузки N. Под4 действием силы Р кронштейн стремится повернуться вокруг точки А. Сила, действующая на каждый болт, N = Р1/2Ь = 1,4Р. Болт подвергается изгибу моментом М — 0,5.Ш, где d - диаметр головки болта.

Рис. 408. Устранение внецентренного приложения сил 562

Следует избегать внецентренного приложения сил, вызывающего изгиб шва.

При жестком сопряжении ригеля с колонной стропильная ферма примыкает к колонне сбоку (рис.4.11 а). Опорное давление F передается на опорный столик из листа толщиной 30-40 мм или при F<250 кН из отрезка уголка со срезанной полкой. По отмеченным выше соображениям угловые швы крепления столика рассчитывают на усилие l,2F, а диаметры отверстий для прикрепления опорного фланца фермы к колонне назначают на 3-4 мм больше диаметра болтов. Болты рассчитывают на горизонтальное усилие Н— M/h, где М - изгибающий момент в верхнем сечении колонны для расчетной комбинации нагрузок, вызывающих отрыв фланца от колонны. При конструировании узла сопряжения следует стремиться к совмещению середины опорного фланца с осью нижнего пояса фермы. Если габарит мостового крана или другие причины не позволяют этого добиться, необходимо проверять прочность болтов с учетом внецентренного приложения усилия относительно центра болтового поля.

Прочность сопряжения днища с оболочкой проверяется с учетом изгибающего момента (М=Т-1), возникающего вследствие внецентренного приложения усилия от днища. При этом должно соблюдаться условие

В системах, работающих на растяжение-сжатие, изгиб нередко возникает в результате асимметрии сечений; внецентренного приложения нагрузки или криволинейности формв: детали.

Рассмотрим влияние внецентренного приложения нагрузки на величину напряжений в детали.

Рис. 408. Устранение внецентренного приложения сил 562

Следует избегать внецентренного приложения сил, вызывающего изгиб шва.

Следует предостеречь от ошибок, нередко допускаемых в конструкции фиксирующих элементов. При любом способе фиксации нельзя допускать внецентренного приложения нагрузки на головку и ослабления головки. Примеры ошибочных конструкций показаны на рис. 37. В конструкциях на рис: 31,1—111 неизбежна внецентренная нагрузка из-за асимметричной формы опорной поверхности головки. Конструкция на рис. 37, IV резко ослабляет головку болта и, кроме того, вызывает внецентренную нагрузку из-за нарушения сплошности опорной поверхности.