РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА №5

на темы:

"Статически неопределимые системы"

и "Устойчивость сжатых стержней"

РПР состоит из двух задач:

№5.1 – расчет статически неопределимой рамы;

№5.2-расчет на устойчивость сжатого стержня.

Задача №5.1

Для статически неопределимой рамы по схеме №…(рис.5.1) при исходных данных по строке №… табл.5.1, требуется:

1) определить степень статической неопределимости;

2) выбрать рациональную основную систему;

3) раскрыть статическую неопределимость методом сил;

4) построить эпюры внутренних силовых факторов M,Q и N;

5) произвести статическую и деформационную проверки правильности расчета.

Рис. 5.1. Схемы к задаче №5.1
Таблица 5.1. Числовые данные к задаче №5.1

№ п/п	Нагрузка
F, кН	q₁, кН/м	q₂, кН/м	m, кH·м
	-		-
		-		-
	-		-
		-		-
	-		-
		-		-
	-		-
		-		-
	-		-
		-		-
	-		-
		-		-
	-		-
		-		-
	-		-
		-		-
	-		-
		-		-
	-		-
		-		-

Задача №5.2

Для одного стержня по схеме №…(рис.5.2), сжимаемого осевой силой F, при исходных данных по строке №… табл.5.2, требуется:

1) подобрать размеры указанного поперечного сечения из условия устойчивости, пользуясь таблицей значений j-коэффициента снижения основного допускаемого напряжения;

2) произвести проверку на устойчивость;

3) определить критическую силу F_кр (или критическое наряжение s_кр);

4) определить коэффициент запаса устойчивости k_у.

Рис. 5.2. Схемы к задаче №5.2

Таблица 5.2. Числовые данные к задаче №5.2.

№ п/п	Сила F, кH	Длина l, м
		2,5
		2,7
		3,0
		3,5
		3,2
		2,8
		2,6
		2,4
		3,0
		3,2
		3,7
		3,9
		4,0
		3,8
		4,2
		4,0
		3,6
		2,5
		3,4
		4,0

РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА №6

на тему:

"Расчет элементов конструкций на динамические нагрузки"

РПР состоит из трех задач:

№ 6.1 – расчет с учетом сил инерции;

№ 6.2 – расчет на удар;

№ 6.3 – расчет при колебаниях.

Задача № 6.1

Элементы упругих систем (рис. 6.1) совершают вращательное (схемы с №1 по №10) и поступательное (схемы с №11 по №20) движения.

Для заданной системы по схеме № ... (рис. 6.1) при исходных данных по строке № ... табл. 6.1, а или 6.1, б требуется подобрать указанное поперечное сечение элементов с учетом сил инерции. Материал – сталь. Допускаемое напряжение [s]=160 МПа.

Указания:

1) для схем с №1 по №10 предварительно определить угловую скорость w через заданную частоту вращения n;

2) в схемах, отмеченных звездочкой, расчет проводится только с учетом сил инерции от собственного веса (Q=0);

3) при расчете спарника (схема №9*) и шатуна (схема №10*), наряду с собственным весом, необходимо учитывать продольную сжимающую силу F;

4) при расчете вала (схемы №16 и №17) использовать третью теорию прочности.

Рис. 6.1. Схемы к задаче №6.1
Таблица 6.1, а. Числовые данные к задаче №6.1 (к схемам с №1 по №10)

№ п/п	Q, H	n, об/мин	l, м	r, м	[s], МПа
			1,58	0,42
			1,25	0,35
			1,50	0,30
			1,30	0,25
			1,00	0,20
			1,35	0,28
			1,40	0,32
			1,32	0,24
			1,28	0,22
			1,52	0,27
			0,90	0,26
			1,50	0,35
			1,42	0,38
			1,24	0,18
			1,26	0,34
			1,48	0,45
			1,46	0,20
			1,60	0,28
			1,54	0,46
			1,20	0,40

Таблица 6.1, б. Числовые данные к задаче №6.1 (к схемам с №11 по №20)

№ п/п	Q, кH	а, м/с²	l, м	[s], МПа
	5,0	4,0	2,2
	4,2	5,0	2,8
	4,0	0,8	3,0
	6,0	8,0	1,5
	3,0	3,0	2,0
	2,0	5,6	1,8
	1,0	5,8	0,8
	3,2	6,2	2,4
	6,4	4,2	2,6
	9,0	5,5	3,2
	1,0	0,5	2,4
	2,0	4,2	1,6
	6,0	3,6	1,4
	8,0	6,0	0,8
	1,5	9,0	2,2
	2,5	1,2	1,2
	3,5	2,6	1,0
	4,5	1,5	0,9
	4,8	3,2	0,8
	5,2	4,5	1,0

Задача №6.2

Стальные конструкции подвергаются удару (рис.6.2) при падении груза Q с высоты h.

Для заданной конструкции по схеме № ... (рис. 6.2) при числовых данных по строке № ... табл. 6.2 требуется определить:

1) максимальное значение динамических напряжений;

2) динамическое перемещение в точке удара;

3) как изменяются значения максимальных динамических напряжений и перемещений в точке удара, если в этой точке поставить стальную цилиндрическую пружину с жесткостью с=6×10³ H/м.

Указание.

1. В схемах, отмеченных звездочкой, расчет проводить без учета и с учетом массы ударяемой системы.

Рис. 6.2. Схемы к задаче №6.2 Таблица 6.2. Числовые данные к задаче №6.2

№ п/п	Q, H	h×10², м	l, м	l₁, м	номер швеллера	номер двутавра	d, мм
		5,0	3,0	1,3	20а
		6,0	3,8	1,6		27а
		5,2	2,4	1,4
		7,0	2,0	1,0		22а
		4,8	3,2	1,5	24а
		3,6	3,4	1,3		24а
		5,4	4,0	1,8
		7,4	3,6	2,5
		6,8	2,8	2,3	22а
		4,0	2,6	1,5
		3,8	2,2	1,1
		4,1	3,4	1,2	18а	30а
		5,3	3,6	1,4
		6,2	3,8	2,0	14а	20а
		4,6	3,5	2,4
		7,2	2,4	1,0	16а	27а
		6,4	3,7	2,2
		5,8	2,7	1,2		18а
		4,2	2,9	1,8
		5,6	3,9	1,7		16а

Задача №6.3

На упругой конструкции располагается груз Q (рис. 6.3). Направление колебания груза показано стрелкой. Наибольшее значение возмущающей силы, возникающей при вынужденных колебаниях F_max = H = 10^-2Q. Материал конструкции – сталь, [σ] = 160MПа. Коэффициент затухания колебаний

n_k= 3 с^-1.

Для заданной конструкции по схеме № ... (рис. 6.3) при числовых данных по строке № ... табл. 6.3 требуется определить:

1) критическое число оборотов двигателя машины n_кр, которая может быть смонтирована на этой конструкции;

2) наибольшее значение динамических напряжений при числе оборотов двигателя n=0,7n_кр.

Рис. 6.3. Схемы к задаче №6.3

Таблица 6.3. Числовые данные к задаче №6.3

№ п/п	Q, кH	l, м	l₁, м	d×10², м
	1,0		1,4	12,0
	1,5	1,5	1,2	12,2
	1,6	2,0	1,4	14,0
	2,0	2,1	1,0	16,0
	2,5	1,6	1,6	17,0
	1,0	2,0	1,2	12,0
	1,5	1,8	1,4	15,0
	1,6	2,2	1,0	14,0
	2,0	2,0	1,4	16,2
	3,0	1,8	1,2	17,4
	0,2	1,6	1,0	8,0
	0,5	1,8	0,8	13,0
	4,0	1,0	2,2	15,2
	4,6	1,2	1,8	20,0
	5,0	1,0	1,2	18,2
	6,0	0,8	1,6	22,0
	9,0	0,6	1,2	24,0
	3,0	1,4	1,8	18,2
	4,0	0,8	1,5	18,0
	5,0	1,2	1,0	23,0

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.:, Наука, 1988. – 512 с.

2. Писаренко Г.С., Агарев В.А. и др. Сопротивление материалов. Киев: Вища школа, 1986. – 775 с.

3. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1989. – 624 с.

4. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наукова думка, 1988. – 734 с.

5. Винокуров Е.Ф., Петрович А.Г., Шевчук Л.И. Сопротивление материалов. Расчетно-проектировочные работы. Минск: Вышейшая школа, 1987. – 227 с.

6. Миролюбов И.Н., Енгалычев С.А и др. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов. М.: Высшая школа, 1970. – 299 с.

7. Ицкович Г. М., Винокуров А.И., Минин Л.С. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. М.: Высшая школа, 1970 – 542 с.

8. Сборник задач по сопротивлению материалов (под редакцией А.С. Вольмира). М.: Наука, 1984. – 408 с.

9. Сборник задач по сопротивлению материалов (под редакцией В.К. Качурина). М.: Наука, 1970. – 432 с.

10. Сборник задач по сопротивлению материалов (под редакцией А.В. Александрова). М.: Стройиздат, 1977. – 336 с.

11. Шамбер Э.А. Задачи динамики в сопротивлении материалов. Караганда : КарГТУ,1995-61с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ............................................................................................................. 2

Расчетно-проектировочная работа №1 на тему "Центральное растяжение
и сжатие прямых стержней" ............................................................................. 3

Расчетно-проектировочная работа №2 на тему "Кручение" ......................... 11

Расчетно-проектировочная работа №3 на тему "Плоский изгиб" ................ 15

Расчетно-проектировочная работа №4 на тему "Сложное сопротивление" 23

Расчетно-проектировочная работа №5 на темы "Статически неопредели-
мые системы" и "Устойчивость сжатых стержней" ..................................... 33

Расчетно-проектировочная работа №6 на тему "Расчет элементов конст-рукций на динамические нагрузки" ............................................................... 41

Список литературы .......................................................................................... 54

Рассмотрено	Утверждено
на заседании кафедры	Методическим бюро
«Прикладная механика»	инженерно-строительного
Протокол № 2003г Зав. кафедрой ________________Ж.Б.Бакиров	факультета Протокол № ________________2003г председатель методбюро __________________Е.А.Макишева