Жесткость конструкции

Жесткость — это способность детали или системы сопротивляться образованию деформации. Для машиностроения можно сформулировать следующее определение: жесткость — это способность изделия сопротивляться действию внешних нагрузок с деформациями, допустимыми без нарушения работоспособности изделия.

Жесткость оценивают коэффициентом жесткости?р, представляющим собой отношение силы F, приложенной к изделию, к максимальной деформации f, вызываемой этой силой.

Для простейшего случая растяжения — сжатия бруса постоянного сечения в пределах упругой деформации — коэффициент жесткости согласно закону Гука определяют по формуле Кр = F/f = ES/l;

где: Кр — коэффициент жесткости;

F — сила;

f — максимальная деформация;

Е — модуль нормальной упругости материала;

S — сечение бруса;

I — длина бруса.

На жесткость изделий сильно влияют размеры и форма сечений. В изделиях, состоящих из многих отдельных деталей, жесткость зависит также от жесткости сочленения отдельных деталей. Наличие зазоров в сопрягаемых деталях приводит к появлению деформаций, иногда во много раз превосходящих собственные упругие деформации элементов конструкции. В этом случае эффективными способами увеличения жесткости являются силовая затяжка сочленения, посадка с натягом, увеличение опорных поверхностей и придание деталям повышенной жесткости на участках сопряжения.

Для увеличения жесткости изделий применяют следующие основные способы:

· всемерное устранение изгиба, как невыгодного по жесткости и прочности вида нагружения, замена его сжатием и растяжением;

· целесообразную расстановку опор для деталей, работающих на изгиб, исключение невыгодных по жесткости видов нагружения;

· рациональное, не сопровождающееся возрастанием массы усиление участков перехода от одного сечения к другому;