Przykład 1

Dwustopniowy pręt został trwale utwierdzony końcem A i obciążony siłami P oraz 2P jak na rysunku. Obliczyć średnicę obu prętów, znając naprężenia dopuszczalne na ściskanie i rozciąganie.Narysować wykresy sił wewnętrznych, naprężeń normalnych oraz wydłużeń i przemieszczeń pręta. Dane:

single-task-hero-img

Rozwiązanie


Obliczenie rekacji
Zapisanie sił normalnych na przedziałach charakterystycznych
Warunek wytrzymałości
Ściskanie

Rozciąganie

Decyduje warunek na rozciąganie. Wymiarowanie średnicy: 𝐴1,25104𝜋𝑑241,25104𝑑41,25104𝜋𝑑0,0126𝑑=0,013 [𝑚] Pole przekroju na zwymiarowanej średnicy: 𝐴=𝜋0,01324=1,327104 Naprężenia na przedziałach charakterystycznych: 𝜎1=𝑁1𝐴=101031,327104=75,36MPa𝜎2=𝑁22𝐴=1010321,327104=37,68MPa𝜎3=𝑁32𝐴=1010321,327104=37,68MPa Wydłużenia Δ𝑙=𝑁𝑙𝐸𝐴Δ𝑙1=𝑁1𝑙1𝐸𝐴=10103212,110111,327104=7,18104[ m]=7,18104[ mm]=0,718[ mm]Δ𝑙1=𝑁1𝑙1𝐸2𝐴=10103112,1101121,327104=1,79104[ m]=0,179[ mm]Δ𝑙1=𝑁1𝑙1𝐸2𝐴=10103212,1101121,327104=1,79104[ m]=0,179[ mm] Podsumowanie: 𝑁1=10𝑘𝑁𝑁2=10𝑘𝑁𝑁3=10𝑘𝑁𝜎1=75,36MPa𝜎2=37,68MPa𝜎3=37,68MPaΔ𝑙3=0,179 mmΔ𝑙2=0,179 mmΔ𝑙1=0,718 mm Przemieszczenia 𝑢𝐼𝐼𝐼=Δ𝑙3=0,179 mm𝑢𝐼𝐼=Δ𝑙3+Δ𝑙2=0,1790,179=0 mm𝑢𝐼=Δ𝑙3+Δ𝑙2+Δ𝑙1=0,718 mm Wykresy