Kryteria wytrzymałości i sztywności pręta Tok obliczeń wytrzymałościowych pręta we wszystkich rozpatrywanych przypadkach składa się z jednakowych, kolejno po sobie następujących etapów:

1.

Wyznaczenie niewiadomych wielkości podporowych.

2.

Określenie równań i sporządzenie wykresów siły wewnętrznej dla wszystkich przedziałów pręta.

3.

Ustalenie przekroju niebezpiecznego, w którym siła wewnętrzna uzyskuje wartość maksymalną.

4.

Ocena wytrzymałości pręta na podstawie maksymalnej wartości naprężenia w przekroju niebezpiecznym.

5.

Wyznaczenie maksymalnego przemieszczenia i przeprowadzenie na jego podstawie oceny sztywności pręta.

Kryteria (warunki) wytrzymałości pręta

O wytrzymałości pręta rozciąganego lub ściskanego, a także zginanego decydują naprężenia normalne: σ r max ≤ σ rdop

σ c max ≤ σ cdop

gdzie:

σ

; σ

-

największe naprężenie rozciągające i ściskające w pręcie, rmax

cmax

σ ; σ

-

naprężenie dopuszczalne na rozciąganie oraz ściskanie rdop

cdop

dla materiału pręta.

W stosunku do pręta ściskanego należy uwzględnić dodatkowe kryterium wyboczenia, które będzie omówione osobno.

W przypadku materiału, dla którego σrdop = σcdop = σdop

(takim materiałem jest stal), mamy oczywiście: σmax ≤ σ dop

O wytrzymałości pręta skręcanego lub ścinanego decyduje naprężenie styczne

τmax ≤τ dop

gdzie:

τmax oraz τdop - maksymalne naprężenie styczne oraz jego wartość dopuszczalna dla materiału pręta.

R – wytrzymałości na rozciąganie m

F

F

Rm

R – granica proporcjonalności

H

Re

RH=σH

R – granica plastyczności

e

Fe

R =

e

A0

Fm

D l

R =

m

A0

A0- pole przekroju początkowego próbki

Jeśli w pręcie rozciąganym naprężenie osiągnie wartość granicy plastyczności Re, materiał ulegnie uplastycznieniu, a jeśli osiągnie wartość wytrzymałości na rozciąganie Rm, nastąpi złom. Naprężenie dopuszczalne σrdop stanowi ułamek Re lub Rm, które wyznacza się w próbie rozciągania.

e

R

m

R

σ rdop =

=

1

n

2

n

gdzie:

n , n - liczby większe od jedności, zwane współczynnikami bezpieczeństwa.

1

2

Naprężenie σ

i τ

określa się analogicznie opierając się na cdop

dop

wynikach prób ściskania i skręcania.

Kryteria (warunki) sztywności pręta Dla pręta rozciąganego lub ściskanego mamy u max ≤ u , lub dop

l

Δ ≤ l

Δ dop

gdzie:

u i u

-

maksymalne przemieszczenie osiowe przekroju pręta oraz max

dop

jego wartość dopuszczalna

Δ l i Δ l - wydłużenie (skrócenie) pręta oraz jego dopuszczalna wartość.

dop

Dla pręta skręcanego mamy ϕ ≤ ϕ dop

gdzie:

ϕ i ϕdop -

kąt skręcania oraz jego wartość dopuszczalna.

Dla belki zginanej mamy ma

v x ≤ vdop

gdzie:

v

i v -

ugięcie maksymalne belki (strzałka ugięcia) max

dop

oraz jego wartość dopuszczalna.