Материал: LS-Sb90324

По продолжительности действия внешние силы подразделяют на постоянные, действующие в течение всего времени существования изделия, и временные, действующие лишь на некотором промежутке времени.

По характеру действия они бывают статическими и динамическими. Статические силы сообщают телу малые ускорения, которыми можно пренебречь при исследовании. Динамические силы придают значительные ускорения, которыми пренебрегать не следует. Если конечное изменение внешней силы и скорости тела, передающего силу, происходит в очень короткий промежуток времени, динамическая сила называется ударной.

По месту приложения к телу внешние силы подразделяют на объемные и поверхностные. Объемные силы распределены по всему объему, занятому телом. Поверхностные – распределены по поверхности. Если поверхность соприкосновения очень узкая, то можно считать, что сила распределена по линии – распределенная сила. Если площадка, на которой действует поверхностная сила, мала по сравнению с поверхностью всего тела, то поверхностную силу можно считать сосредоточенной в точке тела.

Нагрузок, распределенных по линии или сосредоточенных в точках, реально не существует; они могут быть получены лишь в результате схематизации реальных нагрузок, распределенных по объему и по поверхности.

При составлении расчетных схем в ряде случаев реальные нагрузки приводятся не только к сосредоточенным и распределенным нагрузкам, но и к сосредоточенным моментам сил, моментам, распределенным по поверхности или по линии.

Моментом силы называют механическую величину, характеризующую внешнее воздействие на тело и определяющую изменение его вращательного движения.

Непосредственно с нагрузками связана гипотеза о малости перемещений точек деформируемого тела, которые вызваны внешней нагрузкой, т. е. смещение точек приложения сил и изменение углов линий действия сил малы, что позволяет записывать условия равновесия для деформированного тела как для недеформированного.

11

3.5. Выбор допускаемых напряжений

Для проведения расчетов на прочность и жесткость необходимо знать основные физико-механические свойства материалов. В приложении приведены свойства некоторых материалов, получивших широкое применение в приборостроении.

При оценке прочности максимальное расчетное напряжение должно

4.ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ

ИРЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Вусловиях транспортировки и эксплуатации приборы подвергаются воздействию статических и динамических нагрузок. Требуется оценить напряженно-деформированное состояние и определить низшую частоту собственных колебаний элементов конструкций. В расчетах предполагается, что свойства материалов элементов конструкций удовлетворяют ранее перечисленным гипотезам (сплошность, однородность, изотропность и т. д.).

Вкачестве примера возьмем= 5 изолятор (рис. 4.1, а). Узел подвергается воздействию ускорения .

4.1. Расчет прочности при ускорении, направленном вдоль оси конструкции

Поскольку конструкция имеет цилиндрическую форму и закрепление с одной стороны, ее можно представить в виде расчетной схемы стержня с жесткой заделкой с одной стороны. По всей длине стержня необходимо определить грузовые участки . Границы грузовых участков на стержне проводятся в тех местах, где на реальной конструкции происходит смена формы и (или) материала (рис. 4.1, а).

12

а

б

в

г

Рис. 4.1

В качестве внешнего воздействия берутся равномерно распределенные

Поскольку вероятность разрушения конструкции повышается по мере приближения к месту закрепления, схему можно упростить: необходимо

грузовом участке велика по сравнению с площадью поперечного сечения на остальных участках, первый участок можно опустить и расчет начать со

конструкция выдержит заданную нагрузку.

4.2. Расчет прочности при ускорении, направленном по нормали к оси конструкции

Аналогично рассуждениям в 4.1 конструкцию представляем в виде расчетной схемы стержня с жесткой заделкой с одной стороны (рис. 4.2, б).

Определяем грузовые участки .

14

а

б

в

г

Рис. 4.2

В качестве внешнего воздействия берутся равномерно распределенные на каждом грузовом участке нагрузки , обусловленные воздействием на прибор ускорения , но направленные по нормали к оси стержня (рис. 4.2, а).

15