КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

ЗАДАНИЯ

ДЛЯ РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНЫХ РАБОТ

По курсу «Сопротивление материалов»

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Расчетно-проектировочные работы выполняют после изучения темы данного задания. Студент, приступая к выполнению РПР, должен ознакомитъся с методическими указаниями. Для решения задач студент может использовать свой конспект лекций и пособия из числа рекомендованных.

Объем и сроки выполнения заданий определяются преподавателем по календарному плану. Задание выдается каждому студенту, где указывается количество задач каждой РПР и календарный график выполнения работы.

Работа выполняется строго самостоятельно. Консультации по работам проводятся согласно графику работы преподавателя. Промежуточная проверка расчетов заключается в контроле СРС и в определении ошибок вычислительного и методического характера, связанных со знанием теории и методов расчета. Характер ошибок объясняется на другом примере или дается ссылка на соответствующую литературу. Выполнение работы завершается защитой РПР.

Варианты работ выбираются следующим образом: первый номер варианта берется по последней цифре номера журнала, второй номер - по последней цифре номера зачетной книжки.

Расчетно-проектировочная работа включает условия, текст решения, чертежи, выводы. В начале каждой задачи приводятся: вариант задачи, условие, исходные данные, схема. Далее следует решение. Каждый этап выполняемой работы в пояснительной записке должен быть соответствующим образом озаглавлен. Расчеты сопровождаются поясняющими схемами с соблюдением масштаба.

В промежуточных и окончательных ответах необходимо проставлять размерность получаемых величин в системе СИ. В заключительной части приводятся полные схемы в масштабе (например, эпюра) и делается вывод по заданию. Графическая часть выполняется карандашом в соответствии с требованиями ЕСКД.

Литература

1. Миролюбов И.Н, и др. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов. М.: ВШ., 1985. 399 с.

2. Конспект лекций и практических занятий по курсу.

3. Учебное пособие под редакцией Кононова В.Н. «Примеры решения задач по курсу «Сопротивление материалов»». Часть I, II книги 1, 2.

Задача № 1

В статически определимой стержневой системе (рис.4, таблица 4) требуется:

1. Подобрать проектные размеры поперечных сечений стержней из условия прочности, растянутые элементы – квадратное сечение, сталь [s]=160 МПа; сжатые элементы – круглое сечение, дерево [s]=30 МПа;

2. Определить удлинения стержней, показать деформированную схему стержневой системы и перемещение точки приложения силы.

Таблица 4

Методические указания:

Знания и умения: Определение усилий в стержнях статически определимой системы, деформаций стержней и перемещений точек системы.

Указания: Вариант расчетной схемы принимается по номеру журнала. По расчетным значениям площадей поперечных сечений стержней принимаются их проектные значения путем округления размеров до мм.

Рис. 4

	16
21

Рис. 4

Задача № 2

Для составного плоского сечения (рис.5, таблица 5) требуется:

1. Определить положение центра тяжести;
2. Найти величины осевых и центробежных моментов инерции относительно выбранных осей, проходящих через центр тяжести;
3. Определить положение главных центральных осей инерции (α₀);
4. Вычислить моменты инерции сечения относительно этих осей;
5. Вычертить сечение в масштабе 1 : 2 и показать на нем размеры и оси.

Таблица 5

Методические указания:

Знания и умения: Определение центра тяжести составного сечения, понятие о статическом моменте, осевых и центробежном моментах инерции для простейших фигур. Определение положения главных осей и значений максимального и минимального моментов инерции сечения.

Указания: Вариант составного сечения принимается по номеру журнала. Выписываются все необходимые данные из таблиц сортамента. Вначале вычерчивается заданное сечение в мелком масштабе, где показываются все геометрические размеры, произвольные оси для определения центра тяжести сечения и расстояния от этих осей до собственных осей элементов. Для профилей скругления не заменяются прямоугольниками. Расчеты ведутся в см. В конце расчета заданное сечение приводится на одном листе, где показываются центральные оси, расстояния от центральных осей до осей элементов, главные центральные оси (красный цвет). Результаты расчетов сводятся в таблицу. Вычислить значения главных моментов инерции и проверить по формулам определения моментов инерции при повороте α₀.

Рис. 5

Задача № 3

К стальному валу передаются моменты (рис.6, таблица 6), требуется:

1. Определить внутренние крутящие моменты и построить их эпюры;
2. Подобрать проектные размеры двух типов поперечного сечения вала из условия прочности при [t] = 80 МПа: а, с) сплошное круглое;

в) кольцевое (d/D = 0,8).

1. 
   Построить эпюры напряжений в сечениях на всех участках вала;
2. Сравнить расход материала для типов а) и б) поперечного сечения;
3. Проверить условие жесткости вала [∆φ] = 0.001 рад/м.

Рис. 6

Таблица 6

Методические указания:

Знания и умения: Напряжения и деформации при кручении. Определение диаметра сечения для участков по условиям прочности и жесткости, построение эпюр углов закручивания.

Указания: Подобрать диаметр D из условий прочности и жесткости на всех участках. Проектный диаметр принимается путем округления до мм. В заключении приводится вывод о напряженно-деформированном состоянии системы.

Задача № 4

Для заданной статически определимой балки (рис.7, таблица 7) требуется:

1. Определить опорные реакции;

2. Определить внутренние усилия и построить их эпюры;

3. Подобрать проектные размеры поперечного сечения балки из условия прочности (сталь - [s]=160 МПа, дерево - [s]=20 МПа и [t]=1 МПа):

а) из одного двутавра;

б) из двух двутавров;

в) из двух швеллеров;

г) прямоугольное - деревянное (H = 22 см);

4. Сравнить расход материала для вариантов а), б) и в).

5. Построить эпюры напряжений для каждого варианта сечения.

Рис. 7

Таблица 7

Методические указания:

Знания и умения: Построение эпюр М и Q при поперечном изгибе, напряженное состояние при изгибе, проведение расчета на прочность и построение эпюр напряжений.

Указания: Определяются величины усилий в характерных сечениях и по ним строятся их эпюры. На эпюре М показывается изогнутая ось балки. Под заданной схемой балки приводятся эпюры Q и М в соответствующих масштабах. Отмечаются опасные сечения и значения усилий. При подборе допускается перенапряжение до 5 %. Выполнить проверку прочности с определением пере- или недонапряжения. В заключении приводится вывод по выполненной работе.

Задача № 5

Для короткой колонны заданного сечения, нагруженной внецентренно-приложенной силой Р (рис.12, таблица 11) требуется:

1. Определить величину наибольшей силы Р, приложенной в точке А;

2. Определить напряжения в 6-ти характерных точках поперечного сечения колонны при действии силы Р_расч и построить эпюру напряжений;

3. Построить ядро сечения.

13
15	16
17
19

Рис. 12

Таблица 11

Методические указания:

Знания и умения: Внецентренное нагружение, определение напряженного состояния. Нейтральная линия. Ядро сечения.

Указания: Вариант поперечного сечения принимается по номеру журнала. Вычислить геометрические характеристики - центр тяжести, положение главных осей и J_мах, J_min. Показывается объемный вид эпюры напряжений в аксонометрии. Строится ядро сечения. В заключении приводятся данные расчета и выводы.

Задача № 6

Для стальной стойки заданного сечения, находящейся под действием центрально сжимающей силы Р, требуется определить из расчета на устойчивость критическую силу и коэффициент запаса устойчивости.

Таблица 12

№
м		2,2	2,4	2,6	2,8		3,2	3,4	3,6	3,8
схема закрепления	zox	а	б	в	г	а	б	в	г	а	в
№
в
к		2.1	1.8	1.9	2.2	2.2		1.8	2.3	2.4

Примечание: данные таблицы 12, схему закрепления принять по рис.14., форма сечения рис. 15. h=к * в, d = 0.5 в

Рис. 13

Методические указания:

Знания и умения: Критическая сила, условия расчета на устойчивость, приведенная длина, гибкость стержня.

Указания: Приводится схема поперечного сечения по данным задачи 12. Главные центральные оси совмещаются с осями ОХ и OY. 1 - шарнирное-шарнирное; 2 - жесткое-шарнирное; 3 - жесткое-жесткое; 4 - жесткое-свободное. Из условия потери устойчивости в двух направлениях определяются сжимающие силы. Наименьшая из них принимается за расчетную силу. Критическая сила определяется по критическим напряжениям в зависимости от гибкости по диаграмме s_кр–l (рис. 13). В заключении приводятся данные расчета и делаются выводы об устойчивости сжатой колонны.

Рис. 14

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 23 24

Рис. 15

Задача № 7

На стальную балку из двух швеллеров с высоты Н падает груз весом Q (рис.16, таблица 14), требуется:

1. Определить напряжения и перемещения при падении груза;

2. Определить коэффициент запаса прочности балки при [s] = 160 МПа;

3. Решить задачу при условии, если правая опора заменена пружиной с коэффициентом жесткости С;

4.

Рис. 16

Таблица 14

Примечание: при решении вес балки не учитывать.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: