Готовые работы → Сопромат
Расчеты стержней и стержневых систем при растяжении и сжатии. 1. Построить эпюры нормальных (продольных) сил N, нормальных напряжений σ, продольных деформаций ε и осевых перемещений w, выражая соответствующие значения на эпюрах через параметры P, F, l, E. Расчеты статически определимых балок. 4. Расчетно – графическая работа №4 Расчет вала на изгиб с кручением 1.1 Расчет вала при статическом нагружении
2014
Важно! При покупке готовой работы
087-09-14
сообщайте Администратору код работы:
Скачать методичку, по которой делалось это задание (0 кб)
Содержание
1. Расчетно – графическая работа №1
Расчеты стержней и стержневых систем при растяжении и сжатии
1.1 Статически определимый стержень
Рис. 1.1.1 Схема стержня
Исходные данные:
Р1 = k1 ∙P = 1,0∙Р, Р2 = k2 ∙P = 2,5∙Р, Р3 = k3 ∙P = 7,5∙Р;
l1 =1,5 l, l2 = l, l3 = 2l;
Материал стержня – сталь 40ХН , [nт]= 1,6, σт = 460МПа, Е = 220ГПа
1. Построить эпюры нормальных (продольных) сил N, нормальных напряжений σ, продольных деформаций ε и осевых перемещений w, выражая соответствующие значения на эпюрах через параметры P, F, l, E.
2. Из условия прочности для всего стержня определить параметр F, а затем − значения площадей и диаметров поперечных сечений стержня на каждом участке. Полученные значения диаметров округлить до соответствующих значений из ряда нормальных линейных размеров [1, приложение 2].
3. Вычислить значения максимальной продольной деформации εmax, удлинения (или укорочения) ΔL стержня и максимального перемещения wmax.
При расчетах принять: P = 10 кН, l = 0,4 м.
1.2 Статически неопределимый стержень
Рис. 1.2.1 Схема стержня
Исходные данные:
Р1 = k1 ∙P = 7,5∙Р, Р2 = k2 ∙P = 2,5∙Р;
l1 = 1,5l, l2 = 2l, l3 = l;
Материал стержня – АМц, [nт]= 1,5, σ0,2 = 180МПа, Е = 71ГПа
1. Раскрыть статическую неопределимость стержня, выразив реакцию одной из заделок через параметр нагрузки Р.
2. Построить эпюры нормальных сил N, нормальных напряжений σ и осевых перемещений w, выражая соответствующие значения на эпюрах через параметры P, F, l, E.
3. Из условия прочности для всего стержня определить допускаемое значение параметра нагрузки Pдоп.
4. Вычислить значение параметра нагрузки Pт, при котором мак-симальные напряжения в стержне достигают значения условного предела текучести σ0,2.
При расчете принять: F = 2 см2, l = 0,5 м.
1.3 Статически определимая стержневая система
Рис. 1.3.1 Схема стержневой системы
Исходные данные:
F1 = 2,3∙F, F2 = 1,4∙F;
l1 = 2,8l, l2 = 1,8l;
α = 450, а1 = а, а2 =1,5 а, а3 =1,5 а,
1. Найти нормальные силы в стержнях, выразив их через параметр нагрузки Р.
2. Из расчета на прочность для расчетной схемы определить допускаемое значение параметра F и площади Fi поперечных сечений стержней, приняв P = 10 кН.
3. Используя метод единичной нагрузки для расчетной схемы вычислить угол поворота жесткой балки.
При расчетах принять:
[σ]p = 50 МПа, [σ]c = 80 МПа, Е = 110 ГПа, l = 0,3 м, а = 0,5 м.
1. Расчетно – графическая работа №2
Расчеты валов при кручении
1.1 Статически определимый вал
Рис. 2.1 Схема нагружения вала
Исходные данные:
k1 = – 9,2, k2 = 6,5
l1 = 0,4м, l2 = 0,3м, d/D2 = 0,45
Материал вала – сталь 30 (у), [nт]= 4,8, σт = 400МПа, Е = 210ГПа,
[φʹ] = 1,6 ͦ /м
Внешние моменты, действующие на вал
принимая M = 200 Н·м.
При отрицательном значении коэффициента ki направление момента Mi изменяем на противоположное.
1. Определить значения моментов M1, М2 и M3 в сечениях на участках вала, используя выбранную схему нагружения.
2. Вычислить диаметры сечений на участках вала, удовлетворяющие условиям прочности и жесткости. При этом полученные значения диаметров D1, D2 округлить до соответствующих значений из ряда нормальных линейных размеров [1, приложение 2].
3. Изобразить расчетную схему вала согласно исходным данным задания и расчетным значениям диаметров, соблюдая масштабы длин участков и диаметров сечений.
4. Построить эпюры крутящих моментов Mк, максимальных касательных напряжений τmax, относительных углов закручивания φ′ и углов поворота сечений φ, условно считая неподвижным одно из торцевых сечений вала
5. Показать распределение касательных напряжений в поперечных сечениях вала на каждом участке.
3. Расчетно – графическая работа №3
Расчеты статически определимых балок
1.1 Консольная балка
Рис. 3.1.1 Схема балки
Исходные данные:
k1 = 4,2;
l2 = 2,5l.
1. Построить эпюры поперечных сил Q и изгибающих моментов M, выразив значения на эпюрах через параметры P и l.
2. Для балки стандартного профиля из расчета на прочность подобрать сечения по сортаменту прокатной стали. Расчет сделать для двух вариантов стандартного сечения: а) двутавр, б) два швеллера. Определить, какое сечение является более рациональным, сравнив площади поперечных сечений балок. Геометрические характеристики стандартных профилей сле-
дует выбрать из [1, таблиц приложения 4].
3. Построить эпюру нормальных напряжений σ(y) в опасном сечении балки с указанием максимальных напряжений.
4. Определить прогиб концевого сечения балки, используя метод единичной нагрузки (метод Мора) и способ Верещагина.
При расчете принять: P = 8 кН, l = 0,4 м, σт = 250 МПа, [nТ] = 1,8.
1.1 Двухопорная балка
Рис. 3.2.1 Схема балки
Исходные данные:
k1 = 4,2;
l1 = 1,6 l, l2 = 2,5 l, l3 =2 l;
α = d/D = 0,7;
β = h/b = 2,8;
стандартный профиль – двутавр
1. Построить эпюры поперечных сил Q и изгибающих моментов M, выразив значения на эпюрах через параметры P и l.
2. Из расчета на прочность подобрать размеры поперечных сечений балки в виде круга, кольца (с коэффициентом полости α = d/D), прямоугольника (с отношением сторон β = h/b) и стандартного профиля (двутавра)
Геометрические характеристики стандартных профилей следует выбрать из таблиц приложения 4.
3. Сравнить массы полученных балок (по отношениям площадей поперечных сечений) и сделать вывод о рациональности каждой формы сечения балки.
4. Для каждой балки определить максимальные нормальные напряжения и построить эпюру нормальных напряжений σ(y) в опасном сечении с указанием значений максимальных напряжений.
5. Определить угол поворота сечения балки над шарнирно- неподвижной опорой, используя метод единичной нагрузки и способ Верещагина.
При расчете принять: P = 10 кН, l = 0,3 м, [σ] = 120 МПа.
4. Расчетно – графическая работа №4
Расчет вала на изгиб с кручением
1.1 Расчет вала при статическом нагружении
На сопряженные детали, расположенные на валу (рис. 4.1), действуют нагрузки: P1 – радиальная сила; Р2 – окружная сила; Р3 – осевая сила (направлена параллельно оси вала). Положительные значения углов αi (i = 1, 2) откладывать от горизонтальной оси против хода часовой стрелки.
Рис.4.1Общая схема нагружения вала
Исходные данные:
α1 = – 90 град, R1 = 10см, α2 = 180 град, R2 = 14см,
Р1 = 4,0кН, Р2 = 8,5кН, l1 = 20см,
Р3 = 7,5кН, l2 = 50см,l3 = 75см,
[nт] = 2,6
Теория прочности – IV,
Сталь – 12ХН3А
1. Используя исходные данные, определить величину и направление момента М0 из условия равновесия вала и изобразить схему нагружения вала.
Привести к оси вала силы, действующие на сопряженные детали, и получить расчетную схему вала, считая одну из опор шарнирно-подвижной в осевом направлении, а другую – шарнирно неподвижной.
2. Построить эпюры изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях (Mx и My) и эпюру крутящего момента Mк.
3. Определить опасное сечение вала и значение максимального эквивалентного момента Mэквmax в нем.
Показать внутренние силовые факторы в опасном сечении и напряженное состояние в опасной точке этого сечения.
4. Вычислить диаметр вала из расчета на статическую прочность, используя соответствующую теорию прочности. Полученное расчетное значение диаметра округлить до соответствующего значения из ряда нормальных линейных размеров (см. приложение 2).
5. Найти значения максимальных нормальных, касательных и эквивалентных напряжений в опасной точке вала.
Список литературы
1. Скопинский В.Н. Практическое руководство к расчетам по сопротивлению материалов.: Учебное пособие. –– М.: МГИУ, 2004. – 240 с.
