Общие данные для всех задач

Если в условии задачи нет специальных указаний, то при решении необходимо принимать следующие значения указанных величин:

Модуль продольной упругости Е в МПа: сталь 2·10⁵, чугун 1,1·10⁵, медь 1·10⁵.

Модуль сдвига стали G = 8·10⁴ МПа.

Коэффициент Пуассона стали m = 0,3.

Удельный вес стали g = 78·10³ Н/м³.

Предел пропорциональности стали марка Ст3 s_nц = 210 МПа.

Предел текучести стали Ст3 s_Т = 230 МПа.

Предел прочности стали Ст3 s_В = 380 МПа.

Единицы измерений механических величин в СИ приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Международная система единиц (СИ)

Наименование величин	Наименование единиц	Обозначения
Сила, груз	Ньютон	Н
Погонная интенсивность нагрузки		Н/м
Напряжение	Паскаль	Па
Модуль упругости	Паскаль	Па
Интенсивность нагрузки на поверхности	Паскаль	Па
Момент силы		Н·м
Работа, энергия	Джоуль (Ньютон на метр)	Дж (Н·м)
Мощность	Ватт (джоуль в секунду)	Вт (Дж/с)
Длина	метр	м
Масса	килограмм	кг

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 1

РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ

Для стального стержня (s_т = 240 Н/мм², Е = 2·10⁵ Н/мм²) требуется:

1) построить по длине стержня эпюры продольных сил, нормальных напряжений и перемещений сечений;

2) построить в опасном сечении эпюру нормальных напряжений и вычислить рабочий запас прочности стержня по отношению к пределу текучести;

3) оценить прочность стержня, приняв [n] = 2.

Методические указания.

Оценка прочности может проводиться по одному из следующих параметров:

1) по допускаемым напряжениям: s_мах £ [s];

2) по коэффициенту запаса прочности n ³ [n].

Исходные данные для решения задачи приведены в табл. 2.

Таблица 2 – Исходные данные к домашнему заданию № 1

№ варианта	Схема	Р1	Р2	Р3	a	d1	d2
Н	мм
		5·103	2·103	15·103
	10·103	8·103	2·103
	8·103	5·103	5·103
	6·103	10·103	9·103
	9·103	4·103	5·103
		5·103	2·103	10·103
	8·103	6·103	10·103
	4·103	8·103	2·103
	10·103	6·103	8·103
	9·103	5·103	7·103
		10·103	15·103	2·103
	9·103	14·103	3·103
	8·103	13·103	4·103
	7·103	12·103	5·103
	6·103	10·103	6·103

Продолжение таблицы 2. Исходные данные к домашнему заданию № 1

№ варианта	Схема	Р1	Р2	Р3	a	d1	d2
Н	мм
		6·103	8·103	10·103
	10·103	8·103	6·103
	5·103	4·103	10·103
	9·103	9·103	5·103
	7·103	8·103	10·103
		10·103	5·103	2·103
	12·103	10·103	4·103
	9·103	6·103	7·103
	9·103	2·103	5·103
	10·103	4·103	8·103

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2

КРУЧЕНИЕ

Для стального вала требуется:

1) определить реакции, выразив их через М;

2) построить эпюры крутящих моментов и максимальных касательных напряжений по длине вала, выразив ординаты эпюр через М;

3) установить опасное сечение и из расчета на прочность определить допускаемую величину внешнего момента М, приняв величину допускаемого напряжения [t] = 40 Н/мм²;

Методические рекомендации

Для решения задания необходимо найти степень статической неопределимости системы k, соответствующей количеству дополнительных уравнений (уравнений перемещений):

k = (число неизвестных) – (число уравнений статики).

Исходные данные к задаче приведены в таблице 3

Таблица 3 – Исходные данные к домашнему заданию № 2

№ варианта	Схема	d1	d2	d3	a	b	c
мм

Продолжение таблицы 3. Исходные данные к домашнему заданию № 2

№ варианта	Схема	d1	d2	d3	a	b	c
мм

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 3

ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

В зависимости от номера варианта для заданной схемы, приведенной на рисунке 1, требуется определить допускаемую силу или количество заклепок в заклепочном соединении, проверить прочность соединения.

Методические указания.

В заклепочном соединении, как показано на рисунке 1, под действием поперечной силы возникают напряжения на смятие и на срез, величины которых при проверочном расчете не должны превышать допускаемых значений:

где s_см – напряжение смятия, МПа ;

F – поперечная сила, Н;

d – диаметр заклепки, мм;

i – количество заклепок;

d – толщина детали, мм;

[s_см] – допускаемое напряжение смятия, МПа;

k – количество плоскостей среза.

Для односрезных заклепок рассчитываемая толщина детали выбирается из условия d = d_min(d₁, d₂). Для двусрезных заклепок толщина детали выбирается из условия d = d_min((d₁+d₃, d₂).

Для вариантов 1-10 необходимо определить допускаемую силу в заклепочном соединении (таблица 4).

Для вариантов 11-20 необходимо определить количество заклепок в соединении (таблица 5).

Для вариантов 21-30 необходимо проверить прочность заклепочного соединения (таблица 6).

Исходные данные к задаче приведены в таблицах 4, 5, 6.

Таблица 4 – Исходные данные к домашнему заданию № 3 для определения допускаемой нагрузки заклепочного соединения

№ варианта
Исходные данные
[s]см, МПа
[t]ср, МПа
Диаметр заклепки d, мм
Число заклепок i
d1, мм
d2, мм
d3, мм

Таблица 5 – Исходные данные к домашнему заданию № 3 для проектировочного расчета заклепочного соединения

№ варианта
Исходные данные
[s]см, МПа
[t]ср, МПа
Диаметр заклепки d, мм
d1, мм
d2, мм
d3, мм
F, кН

Таблица 6 – Исходные данные к домашнему заданию № 3 для проверочного расчета заклепочного соединения

№ варианта
Исходные данные
[s]см, МПа
[t]ср, МПа
Диаметр заклепки d, мм
Число заклепок i
d1, мм
d2, мм
d3, мм
F, кН			7,25	4,5	1,45			7,1	6,5	2,9