ОДНОВРЕМЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ КРУЧЕНИЯ С ИЗГИБОМ

Одновременное действие кручения с изгибом чаще всего встречается в различных деталях машин. Например, коленчатый вал воспринимает значительные крутящие моменты и, кроме того, работает на изгиб. Оси моторных вагонов электропоезда, а также трамвайного вагона работают на изгиб с кручением. Так, например, на рис. 299, а показан коленчатый вал, на который действуют вертикальная сила Р и горизонтальная Н. Предположим, что от двух сил в правом подшипнике возникают реакции В_y и В_x и реактивный крутящий момент М_х. Рассмотрим только один участок вала АВ. На рис. 299, б, в, г показаны две эпюры изгибающих моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и одна эпюра крутящих моментов. Предположим, что вал имеет круглое сечение, у которого, как известно, все оси являются главными осями. В этом случае два изгибающих момента можно геометрически сложить и найти суммарный изгибающий момент, который также лежит в главной плоскости стержня и, следовательно, вызовет обычный изгиб:

Если определить суммарный момент в целом ряде точек и построить эпюру М_И для всех звеньев бруса, то в общем случае она окажется криволинейной. Кроме того, если откладывать ординаты этой эпюры в плоскости действия суммарного момента, то для многих задач она окажется пространственной.

Определив в расчетном сечении М_И и М_КР, можно установить, что в этом сечении наибольшие нормальные напряжения равны

и наибольшие касательные напряжения

Рис. 299

Как те, так и другие напряжения могут достигать значительных величин. Поэтому возникает вопрос: какое из двух указанных напряжений представляет большую опасность с точки зрения нарушения прочности материала, из которого изготовлен вал?

Для окончательного решения вопроса прочности вала при одновременном действии изгиба и кручения необходимо изучить материал следующей главы.