Расчетно-графическая работа № 1

К РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИМ РАБОТАМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ

Цель работы – освоение студентами практических методов расчета на прочность элементов конструкций, закрепление знаний, полученных ими на лекциях и практических занятиях по соответствующим разделам курсов «Механика» и «Прикладная механика».

Расчетно-графическая работа № 1 включает задачи по расчету на прочность элементов конструкций при следующих видах деформации: растяжении (сжатии), срезе и смятии, кручении, изгибе, а также при совместном действии изгиба и кручения.

В начале каждой задачи в соответствии с вариантом должны быть записаны исходные данные в виде таблицы и с учетом их значений, в масштабе изображен чертеж к задаче.

Схемы и эпюры, встречающиеся при решении задач, также должны быть выполнены с соблюдением масштабных соотношений карандашом с применением чертежных инструментов.

Решение каждой задачи желательно выполнить в общем виде, а числовые значения подставлять в конце решения. Расчеты следует производить с точностью до 2–3 значащих цифр после запятой.

На обложке расчетно-графической работы № 1 необходимо записать название: «Расчетно-графическая работа № 1 по разделу курса механики (прикладной механики) «Сопротивление материалов» («Основы расчетов на прочность»)». Образец обложки приведен в прил. 4.

Задача 1.1. Растяжение, сжатие

Для консольного бруса переменного сечения (рис. 1.1) построить эпюры нормальной силы, нормальных напряжений и продольных перемещений. Определить из условия прочности допустимое значение нагрузки F и при найденном значении нагрузки вычислить наибольшее перемещение бруса, а также наибольшее удлинение участка а.

Принять А = 200 мм, l = 200 мм, s = [k] = 2, остальные данные взять из табл. 1.1 и табл. 1.2.

Таблица 1.1

Окончание табл. 1.1

Рис. 1.1

Таблица 1.2

Механические характеристики материалов

Задача 1.2. Расчет статически неопределимых систем

Для одной из плоских стержней систем, изображенных на рис. 1.2, требуется:

1) определить усилия в стержнях системы (в долях q);

2) из расчета на прочность найти площади поперечных сечений стержней;

3) считая, что каждый стержень состоит из двух одинаковых равнобоких уголков, подобрать по ГОСТ 8509-72 соответствующий номер профиля.

Принять: материал – Ст.5; s = [k] = 1,4; l = 500 мм; q = 200 кН/м. Остальные данные взять из табл. 1.2 и 1.3.

Рис. 1.2

Таблица 1.3

Задача 1.3. Сдвиг, смятие

Для одного из соединений, показанных на рис. 1.3, из расчетов на прочность (при растяжении, сжатии, срезе, смятии и кручении) найти указанные на чертеже размеры. Исходные данные взять из табл. 1.4. Принять: материал – сталь; [s_р] = [s_с] = 100 МПа; [t_кр] = 50 МПа; [t_ср] = 0,8 [s_р]; [s_см] = 2,0 [s_р].

Таблица 1.4

Задача 1.4. Кручение

Определить диаметр сечения бруса d из условия прочности и жесткости. Для принятого диаметра вычислить (в град) максимальный угол закручивания поперечных сечений бруса.

Принять: T = 100 Н×м; l= 200 мм; [t_кр ] = 80 МПа; q = 4 град/м; G = 8×10⁴ МПа. Значения остальных параметров взять из табл. 1.5.

Рис. 1.4

Таблица 1.5

Задача 1.5. Построение эпюр Q_y и M_z

Для балок, изображенных на рис. 1.5 а, б, построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Данные взять из табл. 1.6, 1.7.

I

Рис. 1.5

Таблица 1.6

Таблица 1.7

Задача 1.6. Построение эпюр Q_y и M_z

Для балки, изображенной на рис.1.6 построить эпюры поперечной силы и изгибающего момента. Данные взять в табл. 1.8.

Рис. 1.6

Таблица 1.8

Задача 1.7. Изгиб

Для стальной балки, изображенной на рис.1.7а, требуется:

1) подобрать из расчета на прочность по наибольшим напряжениям размеры сечений трех типов:

тип I – двутавр либо сечение, составленное из двух швеллеров или двутавров (рис.1.7б);

тип II – прямоугольное сечение с отношением высоты к основанию, равным отношению для сечения I типа;

тип III – круглое (сплошное) сечение;

2) вычертить найденные сечения в одном масштабе и сравнить веса соответствующих балок (подсчитать отношения площадей сечений).

Принять: q = 50 кН/м; l = 400 мм; материал – Ст5; s = [k]=1,6. Остальные данные взять из табл. 1.2 и табл. 1.9.

Рис. 1.7

Таблица 1.9

Задача 1.8. Расчеты при сложном сопротивлении

На вал, равномерно вращающийся в подшипниках с частотой nи передающий мощность Р, насажены: зубчатое колесо диаметром D_1, на которое действуют силы F_tиF_r = 0,4F_t, и шкив ременной передачи диаметром D₂, на который действуют силы натяжения ветвей ремня S₁и S₂ = 0,2 S ₁ (рис. 1.8).

Определить диаметр вала d по третьей теории прочности, если коэффициент запаса прочности по пределу текучести s_т = [k_т] = 2. Данные взять из табл. 1.10

Рис. 1.8

Таблица 1.10

Цифра варианта	Порядковый номер цифры в варианте
Р, кВт	n, мин	D1, мм	D2, мм	l, мм	Материал вала – сталь
						Ст.3
						Ст.4
	5,5					Ст.5
	7,5
						20ХН
	5,5					40Х
	7,5					40ХН
						12ХНЗА

Дата добавления: 2014-10-15; Просмотров: 1159; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!