Методические указания и задания к выполнению




Скачать 368.41 Kb.
НазваниеМетодические указания и задания к выполнению
страница1/3
Дата публикации13.12.2013
Размер368.41 Kb.
ТипМетодические указания
zadocs.ru > География > Методические указания
  1   2   3


МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

«Вологодский государственный технический университет»

(ВоГТУ)
Кафедра «Сопротивление материалов»

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ



Методические указания и задания к выполнению

расчетно–проектировочной работы, контрольные

вопросы для защиты



Факультет Экологии

Направление подготовки: 280100.62–Природообустройство и водопользование
Профили подготовки:

1. Комплексное использование и охрана водных ресурсов (ФЭК)

2. Природоохранное обустройство территории (ФЭПО)

Вологда

2012

УДК 620.1



Сопротивление материалов: Методические указания к выполнению расчетно–проектировочной работы.– Вологда: ВоГТУ, 2012.– с.

Приводятся расчетные схемы, исходные данные и методические указания для выполнения расчетно–проектировочной работы по курсу сопротивления материалов, а также контрольные вопросы для защиты РПР.

Утверждено редакционно-издательским советом ВоГТУ

Составитель: Соколов О.Л., д.т.н., профессор

Рецензент: Одинцов В.В., к.т.н., доцент, зав. кафедрой

ВВЕДЕНИЕ


Содержание расчетно–проектировочной работы охватывает далеко не весь курс сопротивления материалов, а лишь его основные разделы: центральное растяжение–сжатие прямого бруса, геометрические характеристики поперечных сечений, прямой плоский изгиб балок, устойчивость сжатого стержня.

Каждый студент выполняет индивидуальное задание в соответствии с номером варианта и строк таблицы исходных данных.

К выполнению и защите РПР представляются требования, обязательные для выполнения:

– записать условие задания сразу с ЧИСЛЕННЫМИ значениями параметров,

– показать расчетную схему с указанием ЧИСЛЕННЫХ значений размеров и нагрузок,

– предварительно разобраться в теории данного раздела,

– расчеты выполнять в десятичных дробях, сохраняя 3–4 значащих цифры,

– эпюры усилий и перемещений следует строить под или рядом с расчетной схемой, на одном с нею листе,

– на эпюрах указывать ЧИСЛЕННЫЕ значения ординат и единицы измерения, а знаки проставлять внутри эпюры,

– работы оформлять на листах формата А–4,

– защита заключается в ответах на контрольные вопросы.

Прежде чем приступить к выполнению РПР, необходимо освежить в памяти основные положения теории, относящиеся к данной теме курса. Для этого мы Вам рекомендуем прежде всего обратиться к своему конспекту лекций, а если этого недостаточно или невозможно, то к учебному пособию [3], посвященному краткому изложению некоторых основных разделов курса. А полное изложение всех разделов содержится в учебниках [1] и [4].

Задача 1а. Расчет статически неопределимого бруса ступенчатого сечения

Требуется:

  1. Построить эпюру продольных сил.

  2. Построить эпюру нормальных напряжений по длине бруса.

  3. Проверить прочность бруса. Условие прочности:

( или R).

  1. Построить эпюру перемещений сечений бруса.



Задача 1б. Расчет статически неопределимого бруса ступенчатого сечения

Требуется:

  1. Построить эпюру продольных сил.

  2. Построить эпюру нормальных напряжений по длине бруса.

  3. Проверить прочность бруса.

  4. Построить эпюру перемещений сечений бруса.


Исходные данные к задачам 1а и 1б

Группа

Длина участка, м

Площадь поперечного сечения, см2

Нагрузка, кН

1

2

3

А1

А2

А3

F1

F2

F3

F4

F5

F6

ФЭК

0,45

0,40

0,50

16

10

6

130

80

40

160

80

120

ФЕПО

0,30

0,80

0,70

4

6

8

60

50

180

90

110

100

Резерв

0,65

0,76

0,20

10

12

8

70

140

150

100

100

70



Примечания: – точки приложения сил располагаются либо на границах участков, либо в середине участка,

– модуль упругости материала (сталь) Е=2·105 МПа,

– допускаемое напряжение [σ]=160 МПа.

Схемы к задаче 1а








Схемы к задаче 1б









Контрольные вопросы к защите задач 1а и 1б

  1. Что такое внутренние силы? Порядок их определения методом сечений.

  2. Какой вид сопротивления называют центральным растяжением-сжатием?

  3. Что такое продольная сила в сечении? Правило её знаков.

  4. Что такое напряжение в точке? Формула нормальных напряжений при растяжении-сжатии.

  5. Какое напряжение считают опасным (предельным) для пластичных материалов?

  6. Какие напряжения считают опасными для хрупкого материала?

  7. Допускаемое напряжение для пластичного материала при растяжении и при сжатии.

  8. Допускаемые напряжения для хрупкого материала при растяжении и при сжатии.

  9. Условие прочности при растяжении-сжатии бруса из пластичного материала.

  10. Условия прочности при растяжении-сжатии бруса из хрупкого материала.

  11. Какие задачи решаются на основании условия прочности при растяжении-сжатии?

  12. Закон Гука при растяжении-сжатии.

  13. Закон Пуассона. Возможные значения коэффициента Пуассона.

  14. Абсолютная и относительная деформации. Связь между ними. Как они вычисляются?

  15. Что такое перемещение сечения бруса при растяжении-сжатии?

Внимание! Подробные методические указания и примеры решения задач 1а и 1б содержатся в пособии [2] (см. Библиографический список), где они обозначены как «Задача 5», «Задача 11» и «Задача 12» и содержатся в разделе I пособия.
Задача 2а. Определение геометрических характеристик сечения, имеющего одну или две оси симметрии

Требуется:

  1. Найти положение центра тяжести. Если же оно известно без расчета, то обосновать его положение.

  2. Показать главные центральные оси и обосновать их положение.

  3. Вычислить главные центральные моменты инерции и осевые моменты сопротивления.


Задача 2б. Определение геометрических характеристик несимметричного сечения

Требуется:

  1. Найти положение центра тяжести сечения.

Поскольку сечение включает в себя несколько прокатных профилей, то следует воспользоваться таблицами сортамента стального проката, из которых выписать все нужные данные и начертить сечение в масштабе 1:1 или 1:2, или 1:4. Масштаб указать.

Далее необходимо выбрать самому расчетчику две произвольные оси

х/ и у/ и вычислить статические моменты сечения относительно каждой из этих осей:

, .

Наконец, вычислить координаты центра тяжести:

, , где А=∑Аi .

  1. Вычислить осевые и центробежный моменты инерции относительно случайных центральных осей «х» и «у», пользуясь при этом данными сортамента, формулами для прямоугольника и формулами перехода при параллельном переносе осей:

,

,

,

где: xi и yi – собственные центральные оси каждой отдельной фигуры, из которых состоит заданное сечение;

аi – расстояние между осями «xi» и центральной осью всего сечения «х»;

вi – расстояние между осями «yi» и центральной осью всего сечения «y»;

Эти расстояния определяются в системе общих случайных центральных осей х и у, следовательно, могут быть как положительными, так и отрицательными.

  1. Найти положение главных центральных осей (xо и yо):

.

Показать на чертеже главные центральные оси «xо» и «yо», учитывая, что положительный угол αо соответствует повороту против часовой стрелки, а отрицательный – по часовой стрелке.

  1. Определить величины главных центральных моментов инерции:

,

Чтобы установить, какая из двух главных центральных осей максимальная, а какая из них минимальная, достаточно оценить по чертежу, какая ось хо и уо оказывается ближе к более «тяжелой» случайной центральной оси. Она и является осью с максимальным моментом инерции.

  1. Выполненные выше расчеты верны, если их результаты удовлетворяют следующим двум проверкам:

а)

б) .
Исходные данные к задачам 2а и 2б




Размеры, см

Номер профиля

Размеры листа, см

а, см

b, см

Двутавр

Швеллер

Уголок равнобокий

Уголок неравнобокий

ФЕК

16

30

22

27

9

10/6,3

2х40

ФЕПО

20

10

40

30

10

14/9

2х50

Резерв

40

28

20

18

8

8/5

2х30


Схемы к задаче 2а





Схемы к задаче 2б


Задача 2в. Для каждой пары сечений, имеющих одинаковые площади

Требуется:

  1. Найти и сравнить положения главных центральных осей.

  2. Найти и сравнить величины главных центральных моментов инерции.







Контрольные вопросы к защите задач 2а, 2б и 2в

  1. Статический момент, моменты инерции, момент сопротивления: их определения, размерности, знаки.

  2. Чему равен статический момент сечения относительно центральной оси?

  3. В каких случаях и какие геометрические характеристики обращаются в нуль?

  4. Какие моменты инерции всегда положительны?

  5. Как определить координаты центра тяжести сложного сечения?

  6. Приведите формулы моментов инерции и моментов сопротивления для простых сечений (прямоугольник, круг, треугольник).

  7. Как изменяется центробежный момент инерции при повороте осей на 90˚?

  8. Какие оси называются главными центральными? Какими свойствами они обладают?

  9. В каких случаях можно без вычислений установить положение главных осей?

  10. Почему ось симметрии является всегда одной из главных центральных осей инерции?

  11. В чем состоит закон суммы осевых моментов инерции?

  12. Как вычисляется момент сопротивления сечения?

  13. Как вычисляется радиус инерции?


Внимание! Подробные методические указания и примеры решения задач 2а, 2б и 2в содержатся в пособии [2], где они обозначены как «Задача 1», «Задача 2», «Задача 3», «Задача 4», «Задача 5» и «Задача 6» (все эти примеры размещены в разделе II пособия).
Задача 3а. Изгиб балки–консоли

Для каждой из двух схем требуется:

  1. Найти опорные реакции построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.

  2. Подобрать сечения заданной формы:

– для балки № 1 – прямоугольное с заданным соотношением h/b,

– для балки № 1 – круглое.

Материал обоих балок: древесина с [σ] = 15 МПа, [τ] = 3 МПа.
Задача 3б. Изгиб балки на двух опорах

Для схемы № 3 требуется:

1. Найти опорные реакции и построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.

2. Подобрать сечения заданной формы с таким же соотношением h/b.




Материал балки: чугун с [σ]раст.= 30 МПа, [σ]сжат.= 120 МПа, [τ] = 15 МПа.

Задача 3в. Изгиб балки с консолью

Для схемы № 4 требуется:

1. Найти опорные реакции и построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.

2. Подобрать сечения в двух вариантах:




– вариант 1 – круглая труба с заданным соотношением внутреннего диаметра и внешнего d/D;



– вариант 2 – прямоугольной трубы с заданными соотношениями h/b и t/b/



  1. Сравнить варианты по расходу материала.

Примечание: материал балки–сталь с [σ] = 160 МПа, [τ] = 80 МПа.
Задача 3г. Для балки с двумя консолями требуется:

  1. Найти опорные реакции и построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.

  2. Подобрать двутавровое сечение.

  3. Вычислить прогибы на конце каждой консоли и в середине пролета. По найденным величинам построить изогнутую ось балки и выполнить проверку жесткости, если допускается величина прогиба [y] = 1/200l, где l – длина прогиба балки.

УКАЗАНИЯ для задач 3а, 3б, 3в, 3г.

  1. «Подбор сечения» балки означает:

а) определение размеров из условия прочности по нормальным напряжениям

, а затем

б) проверку прочности по касательным напряжениям

.

  1. После подбора сечения постройте эпюры нормальных и касательных напряжений в опасных сечениях балки:

– эпюру σ в сечении, где возникают |max M|,

– эпюру τ в сечении, где возникают |max Q|.
Исходные данные:

Группа

F, кН

q, кН/м

М, кНм

Длина уча- стка а, м

h/b

d/D

t/h

ФЕК

40

10

80

1,4

1,5

0,9

0,1

ФЕПО

50

20

100

1,2

2,5

0,8

0,2

Резерв

20

10

50

2

2

0,9

0,1
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания к выполнению задания «Проекционное черчение»
Методические указания предназначены для студентов первого курса, начинающих изучать инженерную графику. Содержат рекомендации по...

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания по выполнению расчетно-графического задания...
Методические указания предназначены для студентов факультета промышленности и транспорта очной формы обучения специальностей 190601....

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания и задания к выполнению контрольных работ для...
Организация предпринимательской деятельности: Метод указания и задания к выполнению контрольных работ. / Сост. Бобарыкин И. В.; Кгтэи....

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания по выполнению контрольной работы 31 Общие указания 31
Производственные технологии : программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальностей 1-25 01 07 – Экономика...

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания и задания к выполнению контрольной работы для студентов
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры экономики предприятия кгмту

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания и задания по выполнению контрольной работы...
Методические указания предназначены для выполнения контрольных работ студентами-заочниками специальности 1-70 02 01. Изложено содержание...

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания к ее выполнению по дисциплине «Возрастная физиология и психофизиология»
Задания к контрольной работе и методические указания к ее выполнению по дисциплине «Возрастная физиология и психофизиология». Екатеринбург:...

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Информатика»
Задания и методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Информатика». Екатеринбург, фгаоу впо «Российский государственный...

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания и задания по выполнению контрольных работ для...
Страховой бизнес : методические указания и задания по выполнению контрольных работ для студентов 3 – 5 курсов заочного отделения...

Методические указания и задания к выполнению iconМетодические указания к ее выполнению по дисциплине «Введение в профессионально-педагогическую...
Задания для контрольной работы и методические указания к ее выполнению по дисциплине «Введение в профессионально-педагогическую специальность»....

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов