Секториальные характеристики и их определение

Наряду с общепринятыми, для тонкостенных стержней вводят­ся дополнительные характеристики поперечных сечений.

Секториально статический момент поперечного сечения:

, м⁴ .

Секториально линейные моменты площади поперечного сечения:

и , м⁵ .

Секториальный момент инерции поперечного сечения:

, м⁶ .

Окончательные выражения секториальных характеристик, исхо­дя из предположения, что толщина тонкостенного сечения по все­му контуру постоянна и равна d.

При поперечном изгибе или кручении всегда существует такая точка, относительно которой момент от касательных сил, возни­кающих в поперечном сечении, равен нулю. Эта точка называется центром изгиба или кручения. Для сечений, имеющих две оси симметрии, центр изгиба или центр кручения совпадают с центром тяжести.

Положение центра изгиба (или кручения) не зависит от дейст­вующих на стержень сил, а зависит только от формы и размеров поперечного сечения тонкостенного стержня.

При стесненном кручении центр кручения, а также начало отсчета секториальной площади не могут быть выбраны произ­вольно. Эти точки должны быть выбраны так, чтобы секториально линейные моменты, а такжесекториально статический момент бы­ли равны нулю, т.е.:

(15.4)

Выполнение условий первых двух условий из (15.4) зависит только от выбора координат полюса. Выполнение же третьего из условий (15.4) зависит от выбора начала отсчета 0.

Эпюра , построенная при полюсе, в качестве которого взят центр изгиба, и удовлетворяющая третьему уравнению (15.4), носит название эпюры главной сектроиальной площади.

Положение центра изгиба и секториальные характеристики се­чения на практике определяются в следующей последовательности.

Сначала выбирается положение полюса Р и строится эпюра секториальной площади ¢ относительно полюса.

Далее определяются величины и относительно по­люса P и вычисляются координаты центра изгиба по формулам:

и . (15.5)

Определяется секториальная площадь относительно центра из­гиба по формуле (15.3) и вычисляется секториaльно стaтический мо­мент поперечного сечения по формуле:

,

как площадь эпюры , умноженную на .

Далее определяется постоянная D из третьего условия (15.4) по формуле:

(15.6)

и строится эпюра главной секториальной площади:

. (15.7)