- •Самарская государственная академия путей сообщения
- •Сопротивление материалов определение геометричеких характеристик плоских фигур
- •1. Методические указания
- •2. Задание к расчетно-графической работе
- •3. Варианты заданий
- •4. Пример выполнения работы
- •1. Вычерчивание сечения.
- •2. Формирование базы исходных данных для расчета.
- •3. Определение координат центра тяжести сечения.
- •4. Определение моментов инерции сечения
- •5. Определение угла наклона главной оси Cu к оси Сх.
- •5. Вычисление значений моментов инерции и
- •6. Определение моментов сопротивления и
- •7. Определение радиусов инерции и
- •Библиографический список
4. Определение моментов инерции сечения
относительно центральных осей Сх и Су.
Моменты инерции
сечения
и
и
относительно центральных осей Сх
и Су
определялись по формулам
;
;
,
где
,
,
— моменты инерции элементов относительно
центральных осей Сх
и Су.
;
;
.
Результаты вычислений по этим формулам содержатся в табл.3
Расчет моментов инерции сечения Таблица 3
i |
|
|
|
|
|
|
см |
см |
см2 |
см4 |
см4 |
см4 |
|
1 |
0.7362 |
5.2773 |
12.6 |
390.1051 |
133.8287 |
8.4514 |
2 |
-2.5838 |
3.0273 |
30 |
280.5564 |
1200.2835 |
-234.6577 |
3 |
2.9162 |
-6.7227 |
23.4 |
2347.5645 |
281.5963 |
-458.7499 |
|
— |
— |
66 |
3018.2259 |
1615.7086 |
-684.9561 |
Итак, моменты инерции сечения относительно центральных осей Сх и Су равны
;
;
.
5. Определение угла наклона главной оси Cu к оси Сх.
Угол наклона главной оси Cu к оси Сх определяется по формуле:
Вычислим значения
функций угла
и угла
,
необходимые в дальнейших расчетах.
;
;
.
Поскольку угол получился положительным, то на чертеже отложим его от оси Сх против хода часовой стрелки. Полученная прямая — это одна из главных осей — Cu. Главную ось Cv проводим перпендикулярно оси Cu через точку С.
5. Вычисление значений моментов инерции и
относительно главных центральных осей Cu и Сv.
Моменты инерции относительно главных центральных осей Сu и Cv определяются по формулам:
Поскольку
,
то
,
а
,
т.е.
;
.
Проверим правильность вычислений.
Проверка 1.Должно быть верным равенство:
.
Проверка 2. Вычисление моментов инерции по другим формулам.
;
;
.
;
;
.
;
;
Совпадение результатов свидетельствует об их правильности.
6. Определение моментов сопротивления и
относительно главных центральных осей Cu и Сv.
По чертежу установили, что наиболее удаленными точками сечения являются: от оси Cu — точка А, а от оси Cv — точка В.
Находим координаты точек А и В по чертежу (рис. 7).
;
;
;
.
Определяем
координаты
и
.
;
.
Таким образом,
;
.
Вычисляем значения моментов сопротивления и .
;
7. Определение радиусов инерции и
относительно главных центральных осей Cu и Сv.
;
.
Эллипс инерции сечения изображен на чертеже (рис.7).
Рис.7
Библиографический список
Александров А. В., Потапов В. Д., Державин Б. П. Сопротивление материалов. М.: Высш. шк., 1995. - 560 с.
Дарков А. В., Шпиро Г. С. Сопротивление материалов. М.: Высш. шк., 1989. - 624 с.
Беликов А. Н., Шабанов Л. А., Красикова Н. П. Определение геометрических характеристик плоских фигур. - Самара: СамИИТ, 1994. - 50 с.
Сопротивление материалов. Задания на контрольные работы и методические указания для студентов III курса заочного обучения. Составитель - А. Н. Беликов. - Самара: СамИИТ, 1999. - 36 с.
Сопротивление материалов. Растяжение-сжатие прямого бруса. Геометрические характеристики поперечных сечений. Составитель – Е.А.Жичкин. - Самара: СамГАПС, 2003. - 16 с.
