Рисунки и схемы к заданиям
КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ СДАТЬ ДО 1 – ГО МАЯ!
Задания выполняются в отдельных тетрадях с обязательным соблюдением требований по оформлению. Компьютерная версия не рассматривается.
На обложке указываются название дисциплины, номер шифра, ФИО студента и фамилия и инициалы преподавателя.
Исходные данные для решения заданий выбираются студентом из прилагаемых к условиям задач таблиц в соответствии с личным учебным шифром (последние шесть цифр номера зачетной книжки) и первыми шестью буквами русского алфавита, которые следует расположить над шифром, например:
буквы а б в г д е
шифр 2 8 2 2 1 3
Расположенные под буквами цифры означают номер строки. Например, а и в – вторая строка, б – девятая, и.т.д.
ЗАДАНИЕ №1. ВНЕЦЕНТРЕННОЕ СЖАТИЕ
Короткий чугунный стержень с поперечным сечением, сжимается силой Р, приложенной в точке А (рис.1). Требуется:
1) Вычислить максимальные напряжения растяжения и сжатия, выразив их величины через силу Р;
2) Найти допускаемую нагрузку [Р] при заданных размерах сечения и допускаемых напряжениях [σр] и [σсж].
Таблица 1
| № строки | № схемы (рис.1) | а, см | b, см | [ σр], МПа | [ σсж], МПа |
| е | е | д | е | д |
ЗАДАНИЕ № 2. СЛОЖНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
Для рамы, схема которой выбрана по рис.2, применяя метод сечений построить эпюры внутренних силовых факторов (N, Qy, Mx).
1. Определить опорные реакции.
При составлении уравнений моментов последние считаются положительными, если они действуют против часовой стрелки.
2. Составить выражения N, Qу и Мх для всех участков балки. Границами участков являются сечения приложения сосредоточенных сил, моментов, начала или конца распределенных нагрузок.
3. Вычислить N, Qу и Мх в характерных сечениях (на границах участков и где Мх имеет экстремум).
4. Построить эпюры N, Qу и Мх.
ЗАДАНИЕ №3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПРИ ПЛОСКОМ ИЗГИБЕ
Исходные данные: Схема балки рис.3. Величина внешней нагрузки,
где Р(кН) = α*q*a; М (кН*м) = β* q*a2 , (табл.2);
Требуется: Определить прогиб на свободном конце балки и угол поворота в левой опоре, используя энергетические способы определения перемещений(интеграл Мора и правило Верещагина). Сделать выводы.
ЗАДАНИЕ №4
РАСЧЁТ СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМОЙ БАЛКИ МЕТОДОМ СИЛ
Задание. Для балки, изображенной на рис.4. требуется:
1) построить эпюры Q и M;
2) выполнить статическую и кинематическую проверку;
3) выполнить полную проверку на прочность.
Данные взять из таблицы 2.
Таблица 2.
| № строки | № схемы (рис.2-3) | а, м | q ,кН/м | α | β | γ | Материал бруса для зад. 3, 4 | № профиля (двутавр ГОСТ 8239-82) |
| 0,8 | 1,2 | 1,0 | 1,6 | Ст 10 | ||||
| 1,0 | 1,4 | 1,2 | 1,8 | Ст25 | ||||
| 1,4 | 1,6 | 1,4 | 1,0 | Ст 20 | ||||
| 1,6 | 1,8 | 1,6 | 1,2 | Ст 25 | ||||
| 0,8 | 2,0 | 1,8 | 1,4 | Ст 30 | ||||
| 1,0 | 1,8 | 2,0 | 1,6 | Ст 35 | ||||
| 1,2 | 1,6 | 1,2 | 1,8 | Ст 40 | ||||
| 1,4 | 1,4 | 1,4 | 1,6 | Ст 45 | ||||
| 1,2 | 1,2 | 1,6 | 1,4 | Ст 50 | ||||
| 1,4 | 1,0 | 1,8 | 1,2 | Ст 55 | ||||
| е | е | д | г | а | б | д | е |
РИСУНКИ И СХЕМЫ К ЗАДАНИЯМ
Рис.1 Поперечное сечение стержня для задания 1.
Рис. 2. Расчётная схема рамы к заданию 2.
Рис.3. Расчётная схема балки для задания 3.
Рис.4. Схема статически неопределимой балки к заданию 4.
Вопросы для подготовки к экзамену по сопротивлению материалов
1. Задачи науки о сопротивлении материалов, последовательность решения их применительно к тому или иному реальному объекту (привести пример).
2. Какие внутренние силовые факторы могут возникать в поперечном сечении бруса и как определить их величины?
3. С какой целью вводится понятие «напряжение». Определение напряжений, их виды.
4. Связь каких величин устанавливает закон Гука? Каков физический смысл модуля упругости?
5. В чем сходство и различие понятий «прочность материала» и «прочность детали»?
6. Зачем вводится понятие «допускаемое напряжение», от чего зависит его величина?
7. С какой целью проводятся механические испытания материалов (привести примеры)?
8. Назвать основные прочностные характеристики материала. Как получить их опытным путем?
9. С какой целью снимается диаграмма растяжения? Указать характерные зоны на диаграмме.
10. Показать, как изменится вид диаграммы растяжения с изменением размеров испытуемых образцов.
11. Назвать основные характеристики пластичности материала. Как получить их опытным путем?
12. Назвать упругие характеристики материала. Как получить их опытным путем?
13. Понятие абсолютного и относительного удлинения при растяжении (сжатии). Как определить их опытным путем?
14. Как опытным путем можно найти численное значение модуля Юнга?
15. Диаграмма напряжений, как и для чего ее получают? Указать характерные точки на диаграмме напряжений.
16. С какой целью и как проводят испытание материалов на сжатие?
17. Как происходит разрушение медного и чугунного образца при сжатии? Почему? Назвать прочностные характеристики для них.
18. В чем особенности испытания деревянного образца на сжатие? Объяснить характер разрушения. Назвать прочностные характеристики.
19. В чем заключается испытание материала на кручение? В каких координатах строится диаграмма кручения.
20. В чем сходство и различие понятий жесткость материала и жесткость детали.
21. В чем сходство и различие между модулями упругости первого и второго рода? Определение их опытным путем.
22. Как опытным путем можно найти численное значение модуля сдвига?
23. Связаны или нет между собой модули Е, G и коэффициент 
?
24. Как изменится длина и диаметр круглого бруса при скручивании? Почему?
25. Как и для чего устанавливается связь между скручивающим моментом и напряжением в поперечном сечении вала?
26. Как влияет собственный вес бруса на его удлинение и на его прочность?
27. Как связаны между собой напряжения в наклонных и поперечных сечениях растянутого стержня?
28. Показать, как зависит от крутящего момента величина угла закручивания вала?
29. В чем заключается расчет вала на прочность? В чем сходство и различие расчетных формул для валов круглого и прямоугольного сечения?
30. Показать, какая существует взаимосвязь между нормальным и касательным напряжением в окрестности точки при чистом сдвиге.
31. Понятие напряженного состояния точки. Закон парности касательных напряжений.
32. Как проводится расчет на прочность балки по нормальным напряжениям, как формулируется условие прочности?
33. Как определить минимальную длину сварного шва, соединяющего два листа внахлестку?
34. С какой целью проводится анализ напряженного состояния в точке? В чем заключается анализ напряженного состояния?
35. Как распределяются нормальные напряжения по поперечному сечению балки двутаврового профиля?
36. Показать, каким путем плоское напряженное состояние можно заменить эквивалентным линейным.
37. Как распределяются касательные напряжения по поперечному сечению круглого вала?
38. В чем сходство и различие понятий «прочность материала» и «прочность детали».
39. Что такое главные напряжения, как они находятся? Определение главных площадок.
40. Какой из двух моментов инерции прямоугольного сечения больше: относительно оси, совпадающей с длинной стороной, или относительно оси, совпадающей с короткой стороной? Почему?
41. Определение напряжений в наклонных площадках при плоском напряженном состоянии.
42. Теории прочности и их назначение. Записать классические теории прочности.
43. Как аналитически и графически определить значение главных напряжений при плоском напряженном состоянии.
44. Как аналитически и графически определить положение главных площадок при плоском напряженном состоянии?
45. Как распределяются касательные напряжения по поперечному сечению прямоугольного вала?
46. Какие величины связывает обобщенный закон Гука?
47. Какими данными надо располагать, чтобы подсчитать максимальную грузоподъемность растянутого стержня?
48. Как аналитически и графически определить величину экстремальных касательных напряжений?
49. Виды разрушения и условия прочности для жестких соединений.
50. Как и для чего определяется положение главных осей инерции сечения?
51. В чем заключается аналитический метод определения перемещений при изгибе?
52. Как распределяются нормальные напряжения по поперечному сечению балки?
53. Что называется балкой? Условия прочности балки по нормальным и касательным напряжениям.
54. Прямой поперечный изгиб. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов?
55. Чистый изгиб. Вывод формулы для определения нормальных напряжений при изгибе?
56. Вывод формулы Журавского для определения касательных напряжений при изгибе?
57. Расчеты на прочность при изгибе. Подбор сечения. Определение допускаемых нагрузок?
58. Пояснить на примере применения способа Верещагина для определения перемещений при изгибе.
59. Как проводится расчет стержня на устойчивость по Эйлеру?
60. В каких случаях сжатый стержень необходимо рассчитать на устойчивость? Дать понятие устойчивости.
61. Как при помощи способа Верещагина определить величину прогиба и угла поворота сечения балки?
62. Как распределяются нормальные и касательные напряжения по поперечному сечению балки прямоугольного профиля?
63. Определение перемещений в кривом стержне (показать на примере).
64. Какую силу называют критической, и как способ закрепления стержня влияет на ее величину?
65. Определение опасного сечения при изгибе с растяжением, условие прочности.
66. Определение прогиба и угла поворота сечения при помощи интеграла Мора.
67. Методика раскрытия статической неопределимости в балках и рамах.
68. Понятие кривого стержня. Построение эпюр внутренних силовых факторов в кривом стержне (показать на примере).
69. Определение нормальных напряжений при косом изгибе, условие прочности.
70. Определение напряжений в кривом стержне, условие прочности.
71. Показать какие параметры и как влияют на величину ударного коэффициента при изгибе?
72. Показать каким путем проводится расчет на прочность балки по касательным напряжениям, как формулируется условие прочности.
73. Определение напряжений при изгибе с кручением. Условие прочности.
74. В каких пределах применима формула Эйлера для нахождения критической силы?
75. Определение перемещений при изгибе по методу начальных параметров.
76. В чем заключается расчет на устойчивость, как он проводится?
77. Показать, как на эпюре перерезывающих сил проверяется правильность построения эпюры изгибающих моментов.
78. Почему при расчете валов круглого сечения на изгиб с кручением не учитывают влияние перерезывающих сил?
79. Как распределяются нормальные и касательные напряжения по поперечному сечению балки двутаврового профиля?
80. Как влияет масса конструкции на величину ударного коэффициента?
81. В каких случаях проводятся расчеты деталей на выносливость? В чем сущность таких расчетов?
82. В каких случаях и как проводится проверка прочности балки по главным напряжениям?
83. Определение напряжений при внецентренном растяжении-сжатии.
84. Показать, в чем сходство и различие расчетов на выносливость при симметричном и несимметричном циклах.
85. Показать, почему балки квадратного и круглого сечения не испытывают косого изгиба.
86. Какие точки поперечного сечения кривого стержня оказываются наиболее напряженными? Почему?
87. Каким образом проводится расчет на прочность при ударных нагрузках?
88. С какой целью и как определяется положение нейтральной линии при косом изгибе?
89. Как влияет высота падения груза на прочность балки?
90. С какой целью и как определяется предел выносливости материала?
91. Расчет на прочность при действии знакопеременной нагрузки. Цикл напряжений, параметры цикла.
92. Раскрытие статической неопределимости балки методом сил.
93. Основные понятия при определении перемещений при изгибе. Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки.
94. Объяснить преимущества и недостатки статически неопределимых балок.
95. Показать, как проводится раскрытие статической неопределимости при изгибе.
96. Методы определения перемещений при изгибе?
97. Как влияет сила инерции на прочность троса при подъеме и опускании груза?
98. Какие точки являются опасными в стержне прямоугольного сечения при изгибе с кручением? Почему?
99. Какие существуют методы расчетов на устойчивость?
100. Раскрытие статической неопределимости балки методом сравнения деформаций.
101. С какой целью и как определяется положение нейтральной линии при внецентренном растяжении-сжатии?
102. Определение положения нейтральной линии в кривом стержне прямоугольного профиля. Построение эпюры нормальных напряжений.
103. Какие существуют способы определения прогибов в балках?
104. Правило знаков для внутренних силовых факторов в кривом стержне. Особенности построения эпюр внутренних силовых факторов.
Литература
1. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов: Учеб. Пособие для техн. Вузов/ Миролюбов И.Н. и др. –М.: Высш. шк., 1985.-399с.
2. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов: Учеб. Пособие для техн. Вузов/ Миролюбов И.Н. и др. –М.: Высш. шк., 1985.-399с.
3. Сабанаев И.А., Алмакаева Ф.М. Построение эпюр при плоском изгибе. Учебное пособие по сопротивлению материалов. - Изд. КГТУ, 2009.
4. Энергетические методы определения перемещений и решение статически неопределимых балок методом сил. Учебное пособие по сопротивлению материалов. - Изд. КГТУ, 2009.
5. Интернет ресурсы: www.nk-site.ucoz.ru (скачать лекции по СМ)
6. Интернет ресурсы: www.nchti.ru (в ресурсах уч.материал по СМ)
При подготовке к экзамену рекомендуется самостоятельно прорешать задания для самостоятельного решения [3] и [4]