Для решения задачи о залитой консольной балке, следуем шагам, указанным в задании.
Шаг 1: Разделение балки на участки
Консольная балка имеет одно свободное и одно закрепленное основание. В данном случае, мы можем выделить два участка:
1. Участок от закрепленного конца до точки приложения силы \( F \) (в данном случае \( F = 6 \, \text{kH} \)).
2. Участок от точки приложения силы до свободного конца балки.
Шаг 2: Опр...
Для определения поперечных сил, необходимо рассмотреть равновесие балки.
1. создает момент относительно закрепленного конца:
\[
M = F \cdot L = 6 \, \text{kH} \cdot 2 \, \text{m} = 12 \, \text{kH} \cdot \text{m}
\]
2. (в точке A):
\[
R_A = F = 6 \, \text{kH}
\]
3. :
- В участке от A до точки приложения силы \( F \):
\[
Q = R_A = 6 \, \text{kH}
\]
- В участке от точки приложения силы до свободного конца:
\[
Q = 0 \, \text{kH}
\]
- На первом участке (от A до F) \( Q = 6 \, \text{kH} \).
- На втором участке (от F до свободного конца) \( Q = 0 \, \text{kH} \).
Эпюра будет выглядеть следующим образом:
- Прямоугольник высотой 6 кН от A до F, затем линия падает до 0 кН.
1. :
- В сечении A:
\[
M_A = 0 \, \text{kH} \cdot \text{m}
\]
- В сечении под силой \( F \):
\[
M = R_A \cdot x - F \cdot (x - L) \quad (где \, x \, - \, расстояние \, от \, A)
\]
Для \( x = 2 \, \text{m} \):
\[
M = 6 \cdot 2 - 6 \cdot 0 = 12 \, \text{kH} \cdot \text{m}
\]
- В свободном конце:
\[
M = 0 \, \text{kH} \cdot \text{m}
\]
- В начале (A) \( M = 0 \).
- Под силой \( F \) \( M = 12 \, \text{kH} \cdot \text{m} \).
- В конце \( M = 0 \).
Эпюра будет выглядеть как треугольник, достигающий максимума в 12 кН·м под силой.
Для определения размеров поперечного сечения, используем формулу для допускаемого напряжения:
\[
\sigma = \frac{M}{W}
\]
где \( W \) — момент инерции сечения.
1. Подставляем значения:
\[
160 \, \text{MPa} = \frac{12 \times 10^3 \, \text{N} \cdot \text{m}}{W}
\]
\[
W = \frac{12 \times 10^3}{160 \times 10^6} = 0.000075 \, \text{m}^3
\]
2. Выбираем размеры сечения. Например, для прямоугольного сечения:
\[
W = \frac{b \cdot h^2}{6}
\]
Подбираем \( b \) и \( h \) так, чтобы \( W \) соответствовал 0.000075 м³.
Таким образом, мы определили реакции опор, построили эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, а также нашли размеры поперечного сечения балки.