Условие задачи
Стержень загружен внешними скручивающими моментами. Ось координат проходит по центральной оси стержня. Требуется:
1) найти внутренние крутящие моменты на участках АВ и ВС стержня;
2) подобрать размеры поперечных сечений стержня для этих участков исходя из условий прочности и жесткости, а также принять единый размер их поперечных сечений;
3) найти углы закручивания участков АВ и ВС стержня и угол поворота его свободного конца;
4) построить эпюры внутренних крутящих моментов и углов поворота сечений стержня.
Дано:
l1 = 200 мм;
l2 = 500 мм;
М1 = 120 Н·м;
М2 = – 160 Н·м;
G = 8×104 МПа;
[τ] = 90 МПа;
[θ] = 0,4 град/м;
d = h = b;
Ответ
1. Вычертим расчетную схему. Разбиваем стержень на участки. Определяем крутящие моменты на участках.
Строим эпюру крутящих моментов.
2. Подберем размеры сечений стержня из условия прочности.
Вычислим касательные напряжения на участках. Предварительно запишем выражения для определения моментов сопротивления кручению.
Трубчатое сечение