Сопромат рамы: Расчёт статически определимых рам и балок

Рамы | ПроСопромат.ру

Рама — это система, состоящая из стоек и ригелей, жестко связанных между собой. Рамы применяются в каркасах зданий и сооружений. Вертикальные или близкие к ним стержни называются стойками. Горизонтальные или близкие к ним стержни называются ригелями. Они могут быть прямолинейными, ломаными или криволинейными.

Расстояние между осями стоек называется пролетом. Расстояние между осью опоры и осью ригеля называется высотой рамы или высотой этажа. По числу пролетов и этажей рамы бывают одно- , двух- и многопролетными, одно- , двух- и многоэтажными. Почти все рамы, встречающиеся на практике, являются пространственными. В расчете их обычно расчленяют на плоские.

Кинематический анализ рамы делают по формуле: n = ЗД — 2Ш — Соп .

Если

n < О, рама геометрически неизменяемая и статически неопределимая, то есть имеет лишние связи. Если n = 0, рама геометрически неизменяемая и статически определимая. В элементах рамы возникают три вида внутренних силовых факторов: продольная и поперечная сила, изгибающий момент (N, Q, М). При построении эпюр наблюдателя помещают внутри контура рамы. При этом придерживаются следующих правил:

  1. Ось стержня принимается за ось абсцисс.
  2. Вычисленные ординаты эпюр откладываются перпендикулярно к продольной оси стержней.
  3. Положительные ординаты эпюры Q откладываются вверх от оси ригеля и влево от оси стойки.
  4. Ординаты эпюры М откладываются со стороны растянутых волокон элементов рамы.
  5. Ординаты эпюры N откладываются, как правило, симметрично по обе стороны от оси рассматриваемого стержня. Знак на эпюре N обязателен.
  6. Штриховка на эпюре производится перпендикулярно к оси соответствующего стержня.

Опорные реакции рамы определяют так же, как в балке, из уравнений равновесия: ∑МА =0;    ∑Мв =0;    ∑X =0;  проверка:  ∑Y =0.

Если в раме имеется шарнир на ригеле или на стойке, для определения горизонтальных опорных реакций составляют дополнительные уравнения равновесия:

∑Мшлев=0;  или  ∑Мшпр=0;

проверка:∑X =0: ∑Y =0.

Поперечная сила Q в рассматриваемом сечении численно равна алгебраической сумме проекций внешних сил, приложенных с одной стороны от сечения, на плоскость сечения. Правило знаков такое же, как в балке.

Изгибающий момент М в любом сечении рамы численно равен алгебраической сумме моментов внешних сил, действующих по одну сторону от сечения, относительно центра тяжести сечения. Правило знаков такое же, как в балке.

Продольная сила N в любом сечении рамы численно равна алгебраической сумме проекций всех внешних сил на продольную ось стержня. Правило знаков: если сила направлена от сечения, растягивает стержень, знак «+», стержень растянут.

Контроль правильности построения эпюр выполняют вырезанием жестких узлов. Рассматривают сечения, бесконечно близкие к узлу. Значения внутренних силовых факторов снимают с эпюр и прикладывают к узлу, составляют уравнения равновесия:

∑Х=0; Qст  —  Nр  =  0

∑Y=0; Nст   —  Qр =  0

∑М=0; Мр  —  Мст = 0

.

 

 

 

 

 

Сопротивление материалов i-exam ответы

Сопротивление материалов i-exam ответы
На рисунке показана балка постоянного поперечного сечения площадью А, находящаяся под действием собственного веса ( – удельный вес материала балки). Моделью нагружения балки является …


Интегральная связь между крутящим моментом  () и касательными напряжениями имеет вид …


В процессе нагружения рамы силой F точка К перемещается вдоль оси x на 3 мм, а вдоль оси y на 2 мм (см.  рисунок). Полное перемещение точки К равно _____ мм.

Древесина – материал …


Стержень прямоугольного сечения с размерами b и 2b нагружен силой F. Опасными являются точки …


На стержень действуют внешние силы F и 2F. Сечение прямоугольное с размерами b и 2b. Участки стержня испытывают:
а) 1 – кручение, 2 – косой изгиб;
б) 1 – плоский поперечный изгиб, 2 – кручение и плоский поперечный изгиб;
в) 1 – кручение и плоский поперечный изгиб, 2 – косой изгиб;
г) 1 – кручение и плоский поперечный изгиб, 2 – кручение и косой изгиб.


Стержень квадратного сечения нагружен внешними силами F и  Линейные размеры l и b заданы. Нормальное напряжение в точке В равно нулю, когда сила  равна …


Стержень имеет прямоугольное сечение с размерами b и 2b. Координаты точки приложения силы F заданы:   Значение максимального нормального напряжения по абсолютной величине равно …


Две балки одинакового поперечного сечения изготовлены из одного материала и нагружены равномерно распределенной нагрузкой с интенсивностью q. Балки будут равнопрочны, когда длина консоли  равна _____. Влиянием касательных напряжений пренебречь.


Стержень из однородного материала нагружен моментами М. Жесткость поперечного сечения на изгиб  по длине постоянна. Радиус кривизны  оси стержня равен …

   
Эпюра распределения нормальных напряжений при чистом изгибе балки, показанной на схеме, имеет вид …


На рисунке показана эпюра поперечных сил. Правильным является утверждение, что …


Стержень длиной  прямоугольного сечения с размерами  сжимается силой F. Материал стержня – сталь 3 ). Схема закрепления показана на рисунке. Значение критической силы для сжатого стержня равно ______ кН.

При замене квадратного сечения на круглое, той же площади, значение критической силы для сжатого стержня, при прочих равных условиях … При решении учитывать, что стержни, в обоих вариантах, имеют большую гибкость.


Стержень шарнирно-опертый по концам сжимается силой F. При замене шарнирно-неподвижной опоры на жесткое защемление значение критической силы … При решении учитывать, что напряжения в сжатых стержнях не превышают предел пропорциональности.

Критическое напряжение в сжатом стержне, пока напряжение не превышает предел пропорциональности,  определяется по формуле    . Величина  называется …

При кручении стержня круглого поперечного сечения напряженное состояние материала во всех точках, за исключением точек на оси стержня, – …

Стержень круглого поперечного сечения из пластичного материала работает на кручение. В расчетах по допускаемым напряжениям условие прочности имеет вид …


На деревянную деталь действует сила F (см. рисунок). При некотором значении силы происходит скалывание элемента abdс.
Известны величины:    – предел прочности при скалывании вдоль волокон. Значение силы F в момент скалывания определяется выражением …


На рисунке показаны два стержня из одного материала, работающие на кручение. Поперечное сечения стержня I – круг. Стержень II пустотелый с поперечным сечением в форме кольца. Отношение жесткости поперечного сечения стержня I к жесткости поперечного сечения стержня  II равно …

Материал, механические характеристики которого не зависят от направления, называется …

Стрелка рычажного тензометра показывает на шкале …


Стержень изготовлен из изотропного материала (см.  рисунок) и работает в линейно-упругой области. Связь между продольной деформацией и нормальными напряжениями в поперечном сечении имеет вид …


Стержни фермы (см. рисунок) изготовлены из хрупкого материала. Условие прочности по допускаемым напряжениям в общем виде имеет вид …


Труба скручивается двумя моментами. Величины М и  заданы. Минимально допустимое значение параметра d  из расчета на прочность по допускаемым напряжениям равно …

Размерность относительного угла закручивания …


На рисунке показан ступенчатый стержень, работающий на кручение. Величины  заданы. Взаимный угол поворота поперечных сечений A и D равен …


Три металлические полосы (см. рисунок) соединены штифтом.  – значение допускаемого касательного напряжения на срез для материала штифта. Условие прочности штифта на срез имеет вид …


Стержень нагружен тремя осевыми силами. Форма и размеры поперечного сечения на каждом участке показаны на рисунке. Максимальные нормальные напряжения действуют в поперечных сечениях участка(-ов) …


Ступенчатый стержень нагружен осевыми силами. Известны:  – допускаемое напряжение на растяжение,  – допускаемое напряжение на сжатие, линейный размер  Максимально допустимое значение параметра F равно ______ МН.

   
Вид образца после испытания показан на рисунке. Испытание проводилось по варианту …

Способность материала сопротивляться разрушению при действии на него внешней нагрузки называется …

Стержень квадратного сечения со стороной b сжимается силой F. При увеличении площади поперечного сечения стержня в два раза, при прочих равных условиях, гибкость стержня …


Стержень круглого сечения диаметром  длиной l=1 м нагружен силой F. При схеме закрепления стержня, показанной на рисунке, гибкость стержня равна …

Возможность применения формулы Эйлера для определения критической силы сжатого стержня, изготовленного из заданного материала, устанавливается по величине …

Коэффициенты a и b в формуле Тетмайера-Ясинского

имеют размерность …


Консольная балка прямоугольного сечения нагружена силой  Допускаемое нормальное напряжение для материала балки , линейный размер . Наибольшая длина консоли  из расчета на прочность по нормальным напряжениям равна ___ см.


На схеме показана отсеченная часть балки и нагрузка, действующая на нее. Неверным является утверждение, что изгибающий момент …


Консольная балка длиной  нагружена силой F и моментом  Размеры поперечного сечения по длине балки не меняются. Модуль упругости материала Е. Форма изогнутой оси балки на первом участке описывается кривой _______ порядка, а на втором _______ порядка.

Колонна здания относится к классу …

Сталь – материал …

В процессе нагружения тела внешними силами между частицами материала возникают дополнительные внутренние силы, которые …


Стержень нагружен силами  и . Линейный размер b задан. Значение нормального напряжения в точке К поперечного сечения равно …


Схема нагружения стержня круглого сечения диаметром d, длиной l показана на рисунке. Значение допускаемого напряжения для материала  задано. Значение параметра внешней нагрузки М, по теории наибольших касательных напряжений, равно …


Схема нагружения рамы круглого поперечного сечения показана на рисунке. Участок рамы I испытывает …


Стержень квадратного сечения нагружен внешними силами F и 2F. Линейные размеры b и l = 10b заданы. Значение нормального напряжения в точке В равно …

Если известны углы поворота малого прямолинейного отрезка в трех координатных плоскостях  то полный угол поворота определяется по формуле

Дополнительные внутренние силы, действующие в сечении тела, в общем случае образуют …


Моделью формы столешницы стола (см. рисунок) является …


На рисунках показана одна и та же балка, нагруженная силами  и  (рис. 1), силой  (рис. 2), силой  (рис. 3).  – прогибы концевых сечений. Исходя из принципа независимости действия сил можно записать …

Дальше

Велоспорт: сила велосипедной рамы + активность

Рамы и материалы Страница: 3 из 4


Предел текучести, предел прочности и эластичность

Когда производитель велосипедов выбирает материал для изготовления велосипеда рамки, он или она обычно рассматривает следующие свойства материала.

Эластичность: Когда объект реагирует на сгибание или растяжение говорят, что возвращаясь к своей первоначальной форме, он обладает высоким уровнем эластичности. Материал, который сгибается, а затем сохраняет согнутую форму, имеет очень небольшую эластичность.

Предел текучести: это количество необходимой силы согнуть материал до такой степени, что он не сможет вернуться к своей первоначальной форме.

Предельная прочность: это сила, необходимая для разрушения материала. Это точка, в которой рама велосипеда ломается, обычно с опасными последствиями. последствия для всадника.


Деревянный карандаш может быть удивительно гибким.

Что вам понадобится:

  • Пластиковая расческа
  • Резинка
  • Обычная шариковая ручка Bic.
  • Карандаш
  • Скрепка

Делать:

Попробуйте сгибать и растягивать различные предметы. Который Как вы думаете, материал обладает наибольшей эластичностью? У кого меньше всего? Что имеет наибольший предел текучести? У кого меньше всего? Как насчет окончательного сила?

Решите, какой материал подойдет для рамы велосипеда, основываясь на на прочность и эластичность.


У тебя есть один из тех толстых карандашей «Хаски»? Вы обнаружите, что это гораздо труднее согнуть или сломать, чем обычный карандаш. производители велосипедов увеличат диаметры трубок, чтобы уменьшить «изгиб» и сделать рамы прочнее.

Дальнейшие исследования:

Существует ли материал, для которого предел текучести и конечная прочность очень близки? Который из? Будет ли это хорошим материалом для велосипедной рамы?

Может ли материал иметь низкую эластичность и низкий предел текучести, и при этом иметь высокий предел прочности? Какой из ваших общих материалов имеет эту характеристику?


Что происходит?

Различные материалы, используемые для велосипедных рам, во многих способами, подобными материалам, которые вы использовали здесь.

Сталь, как и скрепка, имеет хороший предел прочности, с гораздо меньшим пределом текучести. Это хорошо, так как это означает, что сталь рама согнется задолго до того, как сломается, уменьшая вероятность катастрофического крушение. В отличие от канцелярской скрепки, сталь, используемая для велосипедов, обладает довольно хорошей эластичностью. Это сочетание свойств сделало сталь давним фаворитом в производстве рам. строители. Единственным недостатком стали является ее относительно большой вес.

В последнее время алюминий стал предпочтительным материалом для рам, из-за очень легкого веса. Однако алюминий имеет предел текучести очень близко к своей предельной силе. Другими словами, он довольно хрупкий, и склонны к разрыву. Это имеет много опасных последствий для гонщика. алюминиевого велосипеда, поэтому производители рам ответили чрезмерным созданием алюминия. велосипеды с очень большими трубами и толстыми сварными швами, чтобы уменьшить вероятность повреждения рамы. поломка. Деревянный карандаш имеет сходные с алюминием свойства: легкий вес, высокая прочность и хрупкость. Дерево, как и алюминий, лишь слегка изгибается. до разрыва.
Этот складной велосипед имеет верхнюю трубу очень большого диаметра, прочность велосипеда.

Другие материалы, такие как углеродное волокно и титан, аналогичны по качествам к пластиковой расческе и ручке: малый вес, высокая эластичность, высокий предел прочности, относительно низкий предел текучести. Это означает, что кадры сделанные из этих материалов должны быть хорошо спроектированы, чтобы быть достаточно жесткими сопротивляться силе педалирования. Это также означает, что такие кадры чрезвычайно легкий и упругий. Однако эти материалы чрезвычайно дороги, поэтому Карбоновые или титановые рамы недоступны для всех, кроме богатых или фанатичный гонщик.

Рамы и материалы Страница: 3 из 4
Выберите «Вперед» ниже, чтобы продолжить


© Эксплораториум

Прочность рамы для опыления миндалем

/in Пчеловодство /от Wildflowermeadows

Когда дело доходит до подготовки к опылению миндаля, пчеловоды и производители в равной степени должны учитывать количество пчелиных семей, доступных для доставки, и прочность их каркаса. Прочность рамы определяет заработок пчеловода, и она измеряется именно так, как звучит. Это количество рамок внутри улья, которые покрыты пчелами. Большинство производителей миндаля требуют в среднем не менее восьми рамок пчел, хотя некоторые примут шесть, а некоторые даже четыре рамки, но, конечно, заплатят за эти более слабые семьи значительно меньше.

Коммерческому пчеловоду – да и любому пчеловоду, если уж на то пошло – нелегко иметь возможность выращивать такие сильные семьи в то время, когда в северном полушарии до сих пор считается конец зимы. Чтобы в начале февраля создать среднюю пчелиную семью из восьми рамок, пчеловод должен начать подготовку своих семей заблаговременно. На самом деле подготовка к опылению миндаля обычно начинается за много месяцев до этого. Ключом к тому, чтобы иметь сильные и здоровые колонии после зимовки, является наличие сильных и здоровых колоний перед зимовкой. Если пчелиная семья направляется к зиме с силой ниже средней, то она не сможет выйти из зимы с восемью пчелиными рамками.

Как гласит старая пословица, «зарабатывать деньги стоит денег», и время для инвестиций в ваши колонии начинается в конце лета. Обычно примерно с конца августа калифорнийские коммерческие пчеловоды начинают агрессивно ухаживать за своими колониями — гораздо больше, чем обычно, как с помощью сиропа и заменителей пыльцы, так и, при необходимости, с помощью лекарств. Именно в это время многие коммерческие пчеловоды восстанавливают свои неэффективные семьи с матками поздним летом или ранней осенью. Идеальные королевы для такой ситуации — это королевы, подобные маткам из Wildflower Meadows, которые известны своей сильной продуктивностью выводка и накоплением в начале сезона.

Целью этой активной деятельности в конце сезона является стимулирование производства расплода в конце лета и начале осени, чтобы в начале зимы вылупилось большое количество здорового и сытого выводка. Это будут восемь пчелиных рамок, которые выходят из зимы и, надеюсь, если все пойдет по плану, принесут пчеловоду хорошую зарплату в феврале.