Третья и четвёртая теории прочности | Сопромат с решением задачи
Наглядная инженерия
0:00 / 0:00
Третья и четвёртая теории прочности | Сопромат с решением задачи
43 просмотра · 11 дней назад
Наглядная инженерия
88 подписчиков
43 просмотра · 11 дней назад
Эквивалентное напряжение простыми словами: как сравнить сложное напряжённое состояние в точке с одним числом из опыта на растяжение. Разбираем все пять теорий прочности, выводим две рабочие формулы для изгиба с кручением и считаем вал.
σ_eq(III) = √(σ² + 4τ²)
σ_eq(IV) = √(σ² + 3τ²)
00:00 Вал: два напряжения в точке и одно число про материал
01:44 Что считать предельным состоянием
02:34 Эквивалентное напряжение и условие прочности
03:38 Первая теория — наибольших нормальных напряжений
04:07 Вторая теория — наибольших линейных деформаций
04:37 Шаровой тензор и девиатор: почему текучесть от формы, а не от объёма
06:32 Третья теория — наибольших касательных (Треска — Сен-Венан)
07:47 Четвёртая теория — энергетическая (Губер — Мизес — Генки, von Mises)
09:03 Две рабочие формулы для изгиба с кручением
10:10 Предельные кривые: квадрат, шестиугольник, эллипс
11:34 Хрупкие материалы и теория Мора
12:50 Задача: проверить прочность вала
14:34 Итог
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ЦЕЛИКОМ
Дано: σ = 120 МПа (изгиб), τ = 45 МПа (кручение), σ_y = 240 МПа, n = 1,5
Допускаемое напряжение:
[σ] = σ_y / n = 240 / 1,5 = 160 МПа
III теория:
σ_eq = √(120² + 4·45²) = √(14 400 + 8 100) = √22 500 = 150 МПа
150 меньше 160 — условие прочности выполнено, запас 6,7 %
IV теория:
σ_eq = √(120² + 3·45²) = √(14 400 + 6 075) = √20 475 ≈ 143 МПа
143 меньше 160 — условие прочности выполнено, запас 11,8 %
Расхождение теорий в этой задаче 4,8 %. Наибольшее возможное расхождение
III и IV теорий — 15,47 %, при чистом сдвиге.
ПЯТЬ ТЕОРИЙ, СВОДКА
I σ_eq = σ₁ наибольших нормальных напряжений (Рэнкин)
II σ_eq = σ₁ − μ(σ₂ + σ₃) наибольших линейных деформаций
III σ_eq = σ₁ − σ₃ наибольших касательных (Треска — Сен-Венан)
IV σ_eq = √(½[(σ₁−σ₂)² + (σ₂−σ₃)² + (σ₃−σ₁)²]) энергетическая (Губер — Мизес — Генки, von Mises)
V σ_eq = σ₁ − k·σ₃, k = [σ]р / [σ]с теория Мора
Условие прочности: σ_eq ≤ [σ] = σ_y / n
Пластичные материалы — IV теория, при необходимости запаса III.
Хрупкие — теория Мора.
КУРС ПО СОПРОМАТУ
Плейлист целиком: ПОСТАВИТЬ ССЫЛКУ
Следующий ролик: круг Мора — откуда он берётся и как им пользоваться.
Учебники, по которым сверялись формулы: Беляев, Феодосьев, Александров.