Расчет на прочность при сложном сопротивлении

Из анализа построенных эпюр внутренних силовых факторов (N и ) следует, что опасным сечением является сечение на границе 1 и 2 силовых участков (слева), где =-1145,07 [Н] и = 21,37 [Н·м]. Влиянием поперечных сил (Q) при расчете на прочность пренебрегаем в виду малости касательных напряжений.

Условие прочности при растяжении-сжатии с плоским изгибом имеет вид:

,

где – максимальное напряжение, возникающее в сечении детали и равное:

,

где – нормальное напряжение в опасном сечении, возникающее от действия продольной силы;

– нормальное напряжение в опасном сечении, возникающее от действия изгибающего момента.

А – площадь поперечного сечения детали;

W_x – осевой момент сопротивления сечения детали;

– допускаемое нормальное напряжение.

Тогда окончательно условие прочности примет вид:

,

где знак «+» или «-» перед вторым слагаемым в левой части неравенства берется таким же, как и знак первого слагаемого (если первое слагаемое отрицательно, то берется знак «-», в противном случае – знак «+»).

Принимаем форму сечения шатуна – квадрат, а материал, из которого сделан шатун – сталь 3.

Определим прочные размеры сечения шатуна в данном положении и при данных нагрузках.

Для стали 3 предел текучести =240 МПа, коэффициент запаса прочности принимаем n =2.

Для квадратного сечения и .

Подставив значения , , , n, А и W_x в выражение условия прочности получим:

.

Полученное неравенство будем решать приближенно, для этого:

1) пренебрегаем сначала первым слагаемым в левой части неравенства и находим размеры сечения:

=> м.

Принимаем м.

2) проверяем соблюдение неравенства при найденных размерах сечения шатуна:

,

.

Так как условие выполняется, то считаем, что расчет завершен.