С х е м а III Определить дополнительные температурные напряжения при .
Особенностью статически неопределимых систем является их чувствительность к изменениям температуры и неточности изготовления . Дополнительные напряжения в обоих случаях определяютсяодинаковым образом, так как температурное воздействие эквивалентно неточности изготовления:
.
- температурный коэффициент линейного расширения материала.
На схеме температурное воздействие представлено как укорочение стержня 1 (отрицательная температура).
Схема деформированияСхема усилий Для соединения такого стержня со своим шарниром, систему необходимо деформировать. В результате силового изменения длин стержней в них сохраняются после сборки внутренние усилия и соответствующие им напряжения. Они являются дополнительными к тем напряжениям, которые возникают от основной нагрузки (определены выше).
Геометрическое уравнение:
,
.
Заменим изменения длин их физическими выражениями:
.
Преобразуем уравнение, определив длины стержней геометрическими параметрами системы:
,
.
Подставим числовые значения:
.
Дополнительное уравнение принимает вид:
. (1)
Статические уравнения равновесия (по схеме усилий):
, из него
. (2)
, из него
. (3)
Подставим (2) и (3) в (1):
,
.
Из (2) и (3) соответственно следует
.
Проверка: .
Усилия получены с положительным знаком, следовательно, все стержни растягиваются, как показано на схеме деформирования системы, и схема отражает реальную картину искажений.
Дополнительные напряжения:
, ,
.
При совместном действии нагрузки и температуры результирующие напряжения в стержнях есть алгебраическая сумма напряжений от нагрузки и от изменения температуры:
.
С х е м а IV Построить диаграммы внутренних усилий и напряжений в стержне без нижней или верхней опоры от сосредоточенных сил с учётом собственного веса.
Дано: .
Р1=8,0 кН, Р2 = 12,0 кН. .
Рассмотрим стержень без нижней опоры.
С тержень содержит четыре силовых участка. Определим вес каждого:
,
,
,
.
. Реакция в опоре: ,
.
Определяем внутренние усилия в поперечных сечениях стержня: