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