Задачи домашних заданий и задачи расчетно– графических работ

Сопротивление материалов

 

 

Методические указания,

Задачи домашних заданий и задачи расчетно– графических работ

(часть первая - задачи)

 

 

Направление подготовки: 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»,

151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»,

 

Профиль подготовки:

 

Квалификация выпускника: бакалавр

 

Форма обучения: очная

 

 

г. Егорьевск 2015

 

Составитель доцент, к.т.н. В.В.Козенец, доцент кафедры технологий автоматизированного производства (ТАП)

Методические указания включают задачи расчетно-графических работ по курсу сопротивления материалов, изучаемому студентами бакалавриата по направлениям подготовки: 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств», 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», к валификация выпускников – бакалавр.

Вариант задания - расчетная схема и числовые значения величин, определяются по указанию преподавателя.

Число задач в расчетно-графических работах (РГР) устанавливается решением кафедры в соответствии с требованиями учебных планов и программ специальностей. Методика решения задач достаточно подробно разбирается на примерах во второй части пособия.

 

 

Методические указания обсуждены и одобрены на заседании учебно-методической группы (УМГ) кафедры

технологии автоматизированного производства

(полное наименование без сокращений)

 

(протокол № _____ от _______ 2015 г.)

 

 

Председатель УМГ кафедры разработчика _________ А.А. Махов

 

 

 

 

Задача 3. Кручение круглых валов

Ступенчатый брус круглого поперечного сечения нагружен внешними моментами, приложенными в трех сечениях.

На рисунке 3.1 показан брус в аксонометрии и в проекции на плоскость yz. Моменты действуют в плоскостях перпендикулярных оси бруса.

Необходимо:

- построить эпюру ;

- из условия прочности определить безопасные значения диаметров на каждом участке бруса, принимая во внимание их взаимозависимость;

- построить эпюру углов поворота сечений относительно заделки;

- проверить выполнение условия жесткости на всех участках вала.

Исходные данные и расчетные схемы взять из табл. 3.1 и рис. 3.2. Зависимость диаметров на участках определяется выражениями:

Материал бруса сталь 3, для которой . Допускаемое напряжение принять .

 

Рис. 3.1

 

 

Табл. 3.1 Исходные данные

Вар	Схема	a, м	b, м	c, м	, Н·м	, Н·м	, Н·м	МПа	, град/м
		0,3	0,25	0,4				0,7	1,3	1,2	1.1	1.05
		0,3	0,3	0,3				0,75	1,2	1,1	1.05	1.0
		0,4	0,25	0,35				0,8	1,2	1,15	1.1	1.05
		0,35	0,25	0,4				0,27	1,3	1,15	1.1	1.0
		0,4	0,3	0,25				0.25	1,2	1,1	1.05	1.0
		0,5	0,4	0,3				0,26	1,3	1,2	1.15	1.1
		0,4	0,35	0,4				0,7	1,15	1,1	1.05	1.03
		0,6	0,4	0,3				0,75	1,25	1,15	1.12	1.07
		0,5	0,35	0,4				0,8	1,2	1,15	1.13	1.03
		0,3	0,3	0,3				0,27	1,3	1,2	1.1	1.05
		0,3	0,25	0,4				0.25	1,2	1,1	1.05	1.0
		0,4	0,25	0,35				0,26	1,2	1,15	1.1	1.05
		0,35	0,25	0,4				0,7	1,3	1,15	1.1	1.0
		0,4	0,3	0,25				0,75	1,2	1,1	1.05	1.0
		0,5	0,4	0,3				0,8	1,3	1,2	1.15	1.1
		0,4	0,35	0,4				0,27	1,15	1,1	1.05	1.03
		0,6	0,4	0,3				0.25	1,25	1,15	1.12	1.07
		0,5	0,35	0,4				0,26	1,2	1,15	1.13	1.03
		0,4	0,3	0,25				0,7	1,3	1,2	1.1	1.05
		0,5	0,4	0,3				0,75	1,2	1,1	1.05	1.0
		0,4	0,35	0,4				0,8	1,2	1,15	1.1	1.05
		0,6	0,4	0,3				0,27	1,3	1,15	1.1	1.0
		0,5	0,35	0,4				0.25	1,2	1,1	1.05	1.0
		0,3	0,3	0,3				0,26	1,3	1,2	1.15	1.1
		0,3	0,3	0,3				0,75	1,15	1,1	1.05	1.03
		0,4	0,25	0,35				0,8	1,25	1,15	1.12	1.07
		0,35	0,25	0,4				0,27	1,2	1,15	1.13	1.03

 

 

 

Рис. 3.2 Расчетные схемы задачи 3

 

Задача 4 Плоский изгиб

Для балки на двух опорах (см. табл. 4.1 и рис. 4.1) необходимо:

- построить эпюры , ;

- определить опасное сечение и из условия прочности по нормальным напряжениям подобрать размеры круглого, прямоугольного и стандартного двутаврового поперечных сечений;

- сравнить балки разных поперечных сечений по массе;

- проверить балки всех трех сечений на прочность по касательным напряжениям.

Материал балки сталь 3, соотношение высоты и ширины прямоугольного поперечного сечения 2:1.

Табл. 4.1 Исходные данные

Вар	Схема	a, м	, kH	, kН·м	, kН/м	МПа	МПа
			20,0	50,0	30,0
		2.5	30,0	65,0	50,0
			40,0	55,0	70,0
		3.5	50,0	35,0	90,0
		2.4	60,0	40,0	11,0
		2,5	70,0	55,0	90,0
		1,5	80,0	65,0	70,0
		2,6	90,0	45,0	50,0
		1,8	55,0	60,0	30,0
		2,5	30,0	65,0	50,0
		1,8	40,0	55,0	70,0
		2,4	50,0	35,0	90,0
		0,35	60,0	40,0	11,0
		2,6	90,0	45,0	50,0
		1,8	55,0	60,0	30,0
		2,5	30,0	65,0	50,0
		1,8	40,0	55,0	70,0
		2,4	50,0	35,0	90,0
		0,4	70,0	55,0	90,0
		0,5	80,0	65,0	70,0
		0,4	90,0	45,0	50,0
		0,6	55,0	60,0	30,0
		0,5	20,0	50,0	30,0
		1,8	40,0	55,0	70,0
		2,4	50,0	35,0	90,0
		0,4	70,0	55,0	90,0
		0,5	80,0	65,0	70,0
		0,4	90,0	45,0	50,0
		2,4	50,0	35,0	90,0
		0,35	60,0	40,0	11,0

 

 

Рис.4.1 Расчетные схемы задачи 4

 

Задача №6

Для заданной статически неопределимой системы рассчитать усилия в прикрепляющих стержнях и определить площади их поперечных сечений, удовлетворив условию прочности.

Исходные данные, необходимые для расчета, приведены в табл. 6.1. Расчетные схемы представлены на рис. 6.1, .

Табл. 2.1

Вар	Схема	F, kH	q, kH/м	a, м	b, м	c, м				α	β	, МПа
				0,5	0,55	0,3	0,5	0,45	0,55	1,3	0,8		1,9
				0,6	0,75	0,3	0,6	0,55	0,5	1,2	0,7		1,7
				0,4	0,85	0,35	0,4	0,5	0,6	1,2	0,75		1,5
				0,65	0,75	0,4	0,65	0,6	0,4	1,3	1,15		2,0
				0,45	0,85	0,25	0,45	0,4	0,65	1,2	1,1		2,1
				0,55	0,5	0,3	0,55	0,65	0,45	1,3	1,2		2,2
				0,75	0,8	0,4	0,5	0,45	0,55	1,15	1,1		2,3
				0,85	0,9	0,3	0,6	0,55	0,5	1,25	1,15		2,5
				0,5	0,7	0,4	0,4	0,75	0,6	1,2	1,15		2,4
				0,8	0,75	0,35	0,65	0,85	0,4	1,2	1,1		2,1
				0,9	0,85	0,4	0,45	0,45	0,65	1,3	0,8		2,2
				0,7	0,9	0,25	0,55	0,55	0,45	1,15	0,7		2,3
				0,75	0,75	0,3	0,75	0,5	0,55	1,25	0,75		2,5
				0,85	0,85	0,4	0,85	0,6	0,5	1,2	1,15		2,4
				0,9	0,5	0,3	0,9	0,4	0,6	1,3	1,1		1,9
				0,5	0,8	0,35	0,75	0,65	0,4	1,2	1,2		1,7
				0,6	0,9	0,4	0,85	0,45	0,65	1,2	1,1		1,5
				0,4	0,75	0,3	0,5	0,55	0,45	1,3	1,15		2,0
				0,65	0,85	0,4	0,8	0,75	0,55	1,2	1,15		2,1
				0,45	0,5	0,3	0,9	0,85	0,5	1,25	1,1		2,5
				0,55	0,8	0,35	0,75	0,45	0,6	1,2	0,8		2,4
				0,75	0,9	0,4	0,85	0,55	0,4	1,3	0,7		1,9
				0,85	0,7	0,25	0,5	0,5	0,65	1,2	0,75		1,7
				0,5	0,75	0,3	0,75	0,6	0,55	1,2	1,15		1,5
				0,8	0,85	0,4	0,85	0,4	0,5	1,2	1,1		2,1
				0,9	0,9	0,3	0,9	0,65	0,6	1,3	1,2		1,9
				0,7	0,8	0,4	0,75	0,45	0,4	1,15	1,1		1,7
				0,75	0,9	0,35	0,85	0,55	0,65	1,25	1,15		1,5
				0,85	0,7	0,4	0,5	0,75	0,45	1,2	1,15		2,0
				0,9	0,75	0,3	0,8	0,85	0,55	1,3	1,1		2,1

 

Рис. 6.1 Расчетные схемы задачи 6

Рис. 6.1 Расчетные схемы задачи 6 (окончание)

Задача 12 Ударная нагрузка.

Определить наибольшие напряжения, возникающие в поперечном сечении ступенчатого стержня или балки, при воздействии ударной нагрузки от падающего груза массы . Высота с которой падает груз .

Расчетные схемы приведены на рис.12.1, данные в таблице 12.1.

Рис. 12.1 Расчетные схемы задачи 12

 

 

Табл. 12.1 Исходные данные

№ Вар.	Схема	a	b	c				m	h	№ проф-иля	МПа
м	мм	кГ	см
		0,20	0,30	0,40							2,0
		0,25	0,35	0,45							2,2
		0,30	0,20	0,40							1,0
		0,20	0,37	0,43							0,7
		0,30	0,25	0,20							0,7
		0,40	0,34	0,40							1,0
		0,35	0,40	0,42							2,0
		0,20	0,25	0,40							2,1
		0,20	0,30	0,40							2,0
		0,25	0,35	0,45							2,2
		0,30	0,20	0,40							1,0
		0,20	0,37	0,43							0,7
		0,30	0,25	0,20							0,7
		0,40	0,34	0,40							1,0
		0,35	0,40	0,42							2,0
		0,35	0,40	0,42							2,0
		0,20	0,25	0,40							2,1
		0,20	0,30	0,40							2,0
		0,25	0,35	0,45							2,2
		0,30	0,20	0,40							1,0
		0,20	0,37	0,43							0,7
		0,30	0,25	0,20							0,7
		0,40	0,34	0,40							1,0
		0,35	0,40	0,42							2,0
		0,20	0,30	0,40							2,0
		0,25	0,35	0,45							2,2
		0,30	0,20	0,40							1,0
		0,20	0,37	0,43							0,7
		0,20	0,30	0,40							2,0
		0,25	0,35	0,45							2,2

 

Сопротивление материалов

 

 

Методические указания,

задачи домашних заданий и задачи расчетно– графических работ

(часть первая - задачи)

 

 

Направление подготовки: 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»,

151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»,

 

Профиль подготовки:

 

Квалификация выпускника: бакалавр

 

Форма обучения: очная

 

 

г. Егорьевск 2015

 

Составитель доцент, к.т.н. В.В.Козенец, доцент кафедры технологий автоматизированного производства (ТАП)

Методические указания включают задачи расчетно-графических работ по курсу сопротивления материалов, изучаемому студентами бакалавриата по направлениям подготовки: 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств», 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», к валификация выпускников – бакалавр.

Вариант задания - расчетная схема и числовые значения величин, определяются по указанию преподавателя.

Число задач в расчетно-графических работах (РГР) устанавливается решением кафедры в соответствии с требованиями учебных планов и программ специальностей. Методика решения задач достаточно подробно разбирается на примерах во второй части пособия.

 

 

Методические указания обсуждены и одобрены на заседании учебно-методической группы (УМГ) кафедры

технологии автоматизированного производства

(полное наименование без сокращений)

 

(протокол № _____ от _______ 2015 г.)

 

 

Председатель УМГ кафедры разработчика _________ А.А. Махов