Условие задачи
Расчёт сплошного круглого бруса на прочность при кручении
К стальному брусу круглого поперечного сечения приложены четыре крутящих момента М1, М2, М3, Х, три из которых известны.
При заданном расстоянии между действующими моментами и модуле сдвига (упругости) стали G, равном 8·105 МПа, требуется:
1) установить, при каком значении момента Х угол поворота правого концевого сечения равен нулю;
2) при найденном значении момента Х построить эпюру крутящих моментов;
3) при заданном значении допускаемого напряжения [σ] определить диаметр вала из условия его прочности и округлить величину диаметра до ближайшей большей стандартной величины, равной 30, 35, 40, 45, 50, 60, 80, 90, 100 мм;
4) проверить, выполняется ли условие жесткости бруса при выбранном диаметре, если допускаемый угол закручивания [φ] = 1 град/м;
5) построить эпюру углов закручивания.
Рисунок 3
Дано: а = 1,4 м; b = 1,9 ; с = 1,4 м; М1 = 1,4 кН; М2 = 1,9 кН; М3= 1,4 кН; [τ] = 50 МПа.
Ответ
Угол поворота правого концевого сечения вала равен нулю, если его суммарный угол от всех моментов равен нулю:
Крутящие моменты, возникающие в поперечных сечениях вала, определяются по внешним скручивающим моментам с помощью метода сечений (рис. 4):