вають елементи конструкцій, які працюють в основному на поперечний вигин. Вони входять до складу рам різного напрямку - вагонів, верстатів, станин, каркасів будівель, перекриттів мостів та інших механічних конструкцій і машин. Найбільш часто застосовують зварні балки двотаврового і коробчатого профілів. Двотаврові балки добре пручаються вигину в площині своєї найбільшої жорсткості, коробчаті - вигину в різних площинах і крученню. Питання вибору конструкції вирішується з економічною позиції, а іноді з урахуванням загального компонування та естетики. Більшість балок мають профіль, постійний по всій довжині.
У даній роботі буде розроблена конструкція зварної балки з вільно опертими кінцями. Балка навантажена рівномірним навантаженням від власної ваги і двома зосередженими вантажами (вага візка з вантажем), які можуть переміщатися по балці (Мал. 1).
Рис. 1 Зварна балка.
Вихідні дані:
· довжина балки L=20м
· рівномірне навантаження від власної ваги q=3кн/м
· вага візка з вантажем P=100кН
· відстань між осями візки d=2м
· матеріал конструкції ВСт3сп
1. Визначення розрахункових зусиль згинального моменту М і поперечної сили Q
. 1 Побудова ліній впливу моментів
Визначимо координати ліній впливу моментів:
де L - довжина балки,;
- координата лінії впливу;
- координата лінії впливу.
. 2 Визначення згинальних моментів від зосереджених сил
Згинальні моменти від зосереджених сил визначаємо за формулою:
де - відстань між осями візки,;
- вага візка з вантажем,.
Розрахуємо згинальні моменти від зосереджених сил:
. 3 Визначення згинальних моментів від рівномірно розподіленого навантаження
Згинальні моменти від рівномірно розподіленого навантаження визначаємо за формулою:
де - рівномірне навантаження від власної ваги,.
Розрахуємо згинальні моменти від рівномірно розподіленого навантаження:
1.4 Визначення сумарних величин згинальних моментів від зосереджених сил і рівномірно розподіленого навантаження
Сумарну величину згинальних моментів визначаємо за формулою:
Розрахуємо сумарні величини згинальних моментів:
. 5 Визначення необхідного моменту опору
Необхідний момент опору визначається за формулою:
де - максимальний сумарний момент від зосереджених сил і рівномірно розподіленого навантаження,;
- гранично допустима напруга на розтяг, для стали ВСт3сп є
.
Розрахуємо необхідний момент опору:
1.6 Побудова ліній впливу поперечної сили в перетинах
Визначимо координати ліній впливу поперечної сили:
. 7 Визначення розрахункових зусиль від зосереджених сил
Визначимо розрахункові зусилля від зосереджених сил за формулою:
1.8 Визначення поперечних сил від рівномірно розподіленого навантаження
Визначимо поперечні сили від рівномірно розподіленого навантаження за формулою:
. 9 Визначення сумарних значень від зосереджених і рівномірно розподілених навантажень
Сумарну величину від зосереджених і рівномірно розподілених навантажень визначимо за формулою:
2. Визначення геометричних характеристик поперечного перерізу балки
. 1 Визначення висоти балки по допускаються напруженням
Визначивши розрахункові зусилля, переходимо до знаходження найменшою висоти балки з умови норми жорсткості від зосереджених вантажів P. Для сталі марки ВСт3сп допустиме напруження на розтяг одно.
При визначенні необхідної висоти балки слід врахувати, що за умовою прогин обмежений лише відносно навантаження P.
Висоту балки визначаємо за формулою:
...
