РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА №2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Т.С. Даникина

СБОРНИК

РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНЫХ

РАБОТ ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ

МАТЕРИАЛОВ

Караганда 2003

ВВЕДЕНИЕ

Расчетно-проектировочные работы (РПР) по курсу "Сопротивление материалов" предназначены для всех специальностей, на которых изучается данный курс и включает 6 заданий.

Тематика РПР охватывает основные разделы курса: "Растяжение и сжатие прямого бруса", "Кручение", "Плоский изгиб", "Сложное сопротивление", "Расчет статически неопределимых систем", "Устойчивость сжатых стержней" и "Расчет элементов конструкций при действии динамических нагрузок".

Настоящий сборник РПР разработан на кафедре "Прикладной механики" КарГТУ.

При составлении заданий к РПР предусмотрена возможность учета различного количества аудиторных часов и объема часов на самостоятельную работу студентов, отведенного по учебному плану для различных специальностей, по которым осуществляется инженерная подготовка.

Количество РПР и объем заданий для конкретной специальности регулируется лектором согласно учебному плану и рабочей программе по данной дисциплине.

РПР оформляется на одной из сторон листов формата А4 (210х297).

Для текстовой части применяется писчая бумага. Чертежи (заданные и вспомогательные схемы, эпюры и т.д.) выполняются на ватмане либо на миллиметровке светлого тона.

Отчет по каждой РПР снабжается титульным листом.

Сроки выполнения и сдачи РПР устанавливаются графиком, утвержденным на кафедре.

РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА №1

на тему:

«Центральное растяжение и сжатие прямых стержней»

РПР состоит из двух задач:

№1.1 – расчет статически определимого ступенчатого стержня;

№1.2 – расчет статически неопределимой стержневой системы.

Задача №1.1

Для стального ступенчатого стержня (схема №…, рис.1.1), находящегося под действием сил Fi (строка №…, табл.1.1), приложенных в осевом направлении, требуется:

1) построить эпюры нормальных сил N, нормальных напряжений s и относительных продольных деформаций e;

2) построить эпюру осевых перемещений d;

3) определить его полное удлинение (укорочение) Dl;

4) найти напряжения на двух взаимно перпендикулярных площадках, проходящих через наиболее опасную точку под углами a и a+90° к его оси: sa, ta, sa+90° и ta+90°;

5) изобразить напряженное состояние в этой точке;

6) найти диаметр круглого сечения по заданной площади А, определить относительную поперечную деформацию e/ в опасной точке и абсолютное изменение диаметра сечения Dd;

7) определить относительные деформации ea и ea+90° в опасной точке в направлениях a и a+90°;

8) найти объемную деформацию в опасной точке en;

9) вычислить полную потенциальную энергию деформаций стержня.

Рис. 1.1. Схемы к задаче №1.1

Таблица 1.1. Числовые данные к задаче №1.1

№ п\п Нагрузка Площадь сечения А×104, м2 Длина участка а, м Угол a, град
F1, кН F2, кН F3, кН
1,2
1,5
1,8
1,1
1,3
1,7
1,9
2,0
1,9
1,5
2,1
2,2
2,0
2,4
2,5
0,9
0,7
0,6
1,4
1,6

Задача №1.2

Для статически неопределимой системы (схема №…, рис.1.2), состоящей из невесомой жесткой балки АВ и двух стальных стержней 1 и 2, нагруженной силой F(строка №…, табл.1.2), требуется:

1) раскрыть статическую неопределимость, т.е. определить усилия в стержнях N1 и N2;

2) определить напряжения в стержнях s1 и s2;

3) определить дополнительные напряжения в стержнях s1D и s2D, вызванные неточностью изготовления одного из них - D;

4) определить дополнительные напряжения в стержнях s1t и s2t, вызванные изменением температуры на Dt°;

5) построить в масштабе действительный план перемещений для каждого их трех случаев в отдельности: от действия внешней нагрузки; от неточности изготовления; от изменения температуры.

Рис. 1.2. Схемы к задаче №1.2
Таблица 1.2. Числовые данные к задаче №1.2

№ п\п Нагрузка F, кН Площади сечений Длины участков и стержней   D, мм   Dt, град
А1×104 м2 А2×104 м2 a, м b, м h, м
1,2 1,5 1,2 2,2 2,4 0,30
1,0 2,0 1,4 2,0 2,2 0,35
1,6 1,2 1,1 1,6 2,0 0,20
1,3 2,0 1,6 1,6 2,6 0,25
1,5 1,0 2,0 1,5 2,8 0,27
1,4 0,8 1,8 1,4 3,0 0,23
0,9 1,7 1,1 1,8 2,7 0,17
1,8 3,0 1,0 2,0 2,5 0,15
2,4 1,6 2,0 1,5 2,3 0,24
2,8 1,9 1,3 1,9 3,0 0,18
1,5 1,2 1,3 2,1 2,2 0,26
1,3 1,8 2,1 2,0 2,3 0,28
1,9 1,4 2,0 1,4 2,3 0,32
1,4 2,0 2,2 1,1 1,9 0,34
2,0 1,2 1,9 1,6 2,2 0,15
1,2 1,9 1,6 1,9 2,3 0,13
1,8 2,2 2,3 2,2 2,8 0,16
2,2 1,6 1,8 1,6 2,0 0,22
1,6 2,4 1,6 1,8 2,4 0,45
2,4 1,4 1,4 2,2 2,6 0,40

РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА №2

на тему:

«Кручение»

РПР состоит из одной задачи - расчет вала круглого поперечного сечения.

Задача №2.1

Для стального вала, один конец которого условно принят защемленным (схема №…, рис.2.1), при исходных данных по строке №… табл. 2.1, требуется:

1) найти через известные мощности Ni (табл. 2.1) соответствующие скручивающие моменты mi;

2) найти неизвестный момент m4 из условия равенства нулю угла поворота свободного конца вала;

3) построить эпюру крутящих моментов Mk;

4) подобрать круглое и кольцевое (при заданном a=d/D) сечения из условий прочности и жесткости;

5) построить эпюры напряжений t в опасном сечении сплошного и пустотелого валов;

6) построить эпюры по длине вала круглого сечения:

а) наибольших касательных напряжений tmax;

б) углов поворота j*;

в) относительных углов закручивания q;

7) сравнить веса сплошного и пустотелого валов.


Рис. 2.1. Схемы к задаче №2.1
Таблица 2.1. Числовые данные к задаче №2.1

Наши рекомендации