И расчёты на прочность

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

КУРСОВАЯ РАБОТА

«ПРОЧНОСТЬ, ЖЁСТКОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

СТЕРЖНЕЙ И СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ»

Варианты заданий, методические указания, примеры решений

Для студентов очной формы обучения бакалавриата

направления подготовки 270800 - Строительство

Нальчик

УДК 539.3.8 (075)

ББК 30.121 я 73

К 90

Рецензент А.Б.Абазов

кандидат технических наук, доцент кафедры Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета

Тилова З.А., Алокова М.Х.

К 90. Сопротивление материалов. Курсовая работа. Прочность, жёсткость и устойчивость стержней и стержневых систем. Для студентов очной формы обучения бакалавриата направления подготовки 270800 – Строительство. – Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2015. – 55 с.

Настоящее учебное пособие содержит общие методические указания, варианты задач, примеры их решения, рекомендации по оформлению курсовой работы по сопротивлению материалов для бакалавриата направления подготовки 270800 – Строительство инженерно-технического факультета КБГУ. Содержание пособия соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту третьего поколения и Примерной программе дисциплины, рекомендованной Учебно-методическим объединением высших учебных заведений Российской Федерации по образованию в области строительства.

УДК 539.3.8 (075)

ББК 30.121 я 73

Ó Кабардино-Балкарский государственный университет

им. Х.М. Бербекова, 2015.

Общие методические указания по выполнению курсовой работы

Курсовая работа по сопротивлению материалов выполняется в 1-м семестре 3 курса бакалавриата направления подготовки 270800 – Строительство и содержит семь задач, выбираемых из данного пособия.

1. Внутренние силы в сечениях криволинейного стержня и расчёты на прочность.

2. Определение перемещений при изгибе плоской рамы.

3. Прочность бруса при сложном сопротивлении.

4. Плоские статически неопределимые рамы.

5. Балки на упругом основании.

6. Расчет балки методом конечных разностей.

7. Рациональное сечение сжатой стойки при продольном изгибе.

Следующие методические указания являются общими для всех работ:

1. Исходные данные к работе выбираются студентом самостоятельно согласно индивидуальному шифру, состоящему из двух чисел. По первому числу берутся номера схем, чертежей и т. д., по второму – соответствующие количественные данные и единицы их измерений.

2. Прежде чем приступить к работе следует обстоятельно изучить или повторить соответствующий теоретический материал.

3. Расчётная и графическая части работы должны быть выполнены на стандартных листах писчей бумаги 210 х 297 мм, сброшюрованных в альбом с обложкой из плотной бумаги. Первая (титульная) страница должна быть оформлена по указанному ниже образцу (стр.4). На страницах работы должны быть указаны их номера.

4. В начале каждой задачи необходимо привести её номер, текст условия, расчётную схему и таблицу исходных данных. Далее следуют текст решения и ответы на поставленные вопросы. Все расчётные выкладки должны представлять собой стройную логическую последовательность и сопровождаться лаконичным пояснительным текстом. При этом не допускается сокращение слов кроме общепринятых. Каждый пункт решения должен при необходимости содержать вспомогательные чертежи или эскизы, расчётную формулу в общем виде, числовое повторение (подстановку) этой формулы и ответ. В промежуточных и окончательных ответах проставляются единицы измерения получаемых величин.

5. Все чертежи и схемы выполняются с применением чертёжных инструментов и соблюдением масштабных соотношений карандашом невысокой твердости (ТМ, М). Записи ведутся ручкой или карандашом чертежным шрифтом. Данные требования соблюдаются и при выполнении работы на компьютере.

6. Во всех расчётах на прочность, жесткость и устойчивость допускается, как правило, отклонение от нормативных данных (расчётное сопротивления, нагрузки, размеры т. д.) в пределах 3%. Поэтому не следует проводить вычисления с излишне большим числом значащих цифр. Сохранение в записи числа (результатах вычислений) 3-х значащих цифр обеспечивает необходимую точность.

7. Курсовая работа принимается с защитой и выставлением оценки. При этом учитываются как теоретические знания студента по теме, так и его умения и навыки их приложения к решению конкретных практических задач. При неудовлетворительной защите работа не засчитывается, студенту предлагается повторная защита или выдаётся другое задание для выполнения работы вновь.

Образец оформления титульного листа

КАБАРДИНО-БАЛКАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Х.М. БЕРБЕКОВА КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ   СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ   КУРСОВАЯ РАБОТА   «ПРОЧНОСТЬ, ЖЁСТКОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕРЖНЕЙ И СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ» Исполнитель: Иванов И.М. Направление «Строительство» 3 курс, 1 группа Форма обучения – очная Шифр: 31–6 Руководитель: Петров А.С. Дата сдачи:   _________     Нальчик – 2015

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЙ И ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Задача 1

Внутренние силы в сечениях криволинейного стержня

и расчёты на прочность

Криволинейный стержень круглого поперечного сечения в виде четверти окружности с радиусом r и прямолинейного участка длиной a и нагружен расчётной силой F.

Требуется:

1) построить эпюры внутренних сил;

2) определить диаметр сечения d из расчёта по первой группе предельных состояний.

Исходные данные

Шифр	r м	a м	F кН	МПа
31-6					0,9

Расчётная схема

Решение

Внутренние силы будем определять с помощью метода сечений. Стержень имеет два участка: криволинейный и прямолинейный. Чтобы рассмотреть криволинейный участок проведём сечение в радиальном направлении (рис. 1) и для дальнейшего рассмотрения оставим верхнюю отсечённую часть (рис. 2). Аналогичное отсечение для прямолинейного участка показано на рис. 3.

Введём ортогональную систему координатных осей n, t и угловую координату . Внутренние силы N, Q, M, показанные на рис. 2, будем считать положительными. Найдём их из уравнения равновесия отсечённой части

Вычисления проведём для десяти сечений с шагом для и оформим в табличной форме. Эпюры, построенные для этого участка по результатам счёта, показаны на рис. 4.

№
N		-1,74	-3,42	-5,00	-6,43	-7,66	-8,66	-9,40	-9,85	-10
Q		9,85	9,40	8,66	7,66	6,43	5,00	3,42	1,74
M		-3,47	-6,84	-10,00	-12,86	-15,32	-17,32	-18,80	-19,69	-20

Теперь перейдём к прямолинейному участку. Для него введём прямоугольную систему координат Oxy (рис. 3). Составим уравнения равновесия для отсечённой части

кН.

кНм. кНм.

Окончательные эпюры внутренних сил показаны на рис. 4.

Диаметр поперечного сечения найдём из условия прочности по первой группе продольных состояний

(1)

Влиянием поперечной силы на прочность ввиду его незначительности будем пренебрегать. Максимальное нормальное напряжение определяется в опасном сечении по модулю изгибающего момента

(2)

Осевой момент сопротивления круглого поперечного сечения

(3)

Внесём (2) с учётом (3) в (1) и запишем

Отсюда получим искомый диаметр

м см.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Второе число шифра	r м	a м	F кН	R МПа
	2,2	1,1			0,90
	2,1	1,2			0,80
	2,2	1,0			0,90
	2,3	1,2			0,85
	2,4	1,3			0,95

Задача 2