Описание
Задача № 1
РАСЧЕТ БРУСА НА ОСЕВОЕ РАСТЯЖЕНИЕ – СЖАТИЕ
Для стального бруса, изображенного на рис. 1 при осевых нагрузках
F1, F2, и F3 и размерах b, c, d по табл. 1, требуется:
- Вычертить расчетную схему бруса с соблюдением продольного масштаба и с указанием числовых значений приложенных нагрузок.
- Определить продольные силы по участкам и построить их эпюру.
- Спроектировать по вариантам:
1-10 – ступенчатый брус заданной формы;
11-20 – брус постоянного сечения;
21-30 –ступенчатый брус равного сечения.
Определить сторону квадрата a квадратного поперечного сечения, размер a принять согласно ГОСТ 6636 (СТ 514-77), вычертить эскиз бруса.
Минимальный конструктивный размер a принять равным 5 мм.
- Вычислить величину нормальных напряжений на каждом участке, построить их эпюру по длине бруса.
- Определить продольную деформацию отдельных участков и всего бруса в целом и построить их эпюру продольных перемещений.
Принять [s]= 160 МПа, Е=2×105 МПа.
| Вариант | b,
мм |
c,
мм |
d,
мм |
F1,
кН |
F2,
кН |
F3,
кН |
| 1 | 120 | 180 | 210 | 10 | 40 | 50 |
| 2 | 180 | 240 | 100 | 20 | 10 | 40 |
| 3 | 240 | 360 | 180 | 30 | 20 | 10 |
| 4 | 360 | 420 | 200 | 40 | 30 | 20 |
| 5 | 480 | 240 | 120 | 50 | 40 | 30 |
| 6 | 300 | 150 | 150 | 80 | 50 | 40 |
| 7 | 360 | 300 | 240 | 20 | 60 | 50 |
| 8 | 420 | 360 | 300 | 30 | 20 | 60 |
| 9 | 400 | 480 | 240 | 50 | 30 | 20 |
| 10 | 380 | 360 | 480 | 60 | 50 | 30 |
| 11 | 140 | 170 | 230 | 10 | 30 | 60 |
| 12 | 150 | 320 | 120 | 20 | 40 | 30 |
| 13 | 180 | 240 | 360 | 30 | 50 | 20 |
| 14 | 220 | 300 | 240 | 40 | 20 | 30 |
| 15 | 250 | 120 | 180 | 50 | 60 | 20 |
| 16 | 280 | 150 | 100 | 60 | 80 | 40 |
| 17 | 320 | 180 | 200 | 70 | 30 | 60 |
| 18 | 350 | 100 | 150 | 80 | 20 | 50 |
| 19 | 400 | 150 | 250 | 90 | 10 | 70 |
| 20 | 450 | 240 | 160 | 100 | 70 | 10 |
Задача № 2
РАСЧЕТ КРУГЛОГО ВАЛА
Для стального вала круглого поперечного сечения, нагруженного скручивающими моментами m1, m2, m3, m4 (рис. 2, табл. 2), требуется:
- Определить величину и направление скручивающего момента m0, вычертить схему нагружения вала в масштабе и с указанием числовых значений моментов, построить эпюру крутящих моментов.
- Спроектировать по вариантам:
1-10 – вал постоянного сечения;
11-20 – ступенчатый вал равного сопротивления;
21-30 – ступенчатый вал заданной формы.
Определить диаметры вала из условия прочности при [t]=80 МПа, принять их согласно ГОСТ 6636 (СТ СЭВ 5144-77), вычертить эскиз вала.
- Для каждого силового участка вычислить величины наибольших касательных напряжений, указать значения главных напряжений, показать напряженное состояние каждого силового участка.
- Построить эпюру углов закручивания (в градусах).
Минимальные конструктивные значения диаметра вала принять равными 10 мм, G=80ГПа, a=0,5м.
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| m1, кН×м | 28 | 10 | 5 | 7 | 5 | 33 | 14 | 27 | 5 | 8 |
| m2, кН×м | 10 | 22 | 17 | 24 | 22 | 8 | 10 | 12 | 18 | 7 |
| m3, кН×м | 23 | 10 | 9 | 11 | 10 | 25 | 24 | 22 | 8 | 6 |
| m4, кН×м | 6 | 26 | 28 | 21 | 26 | 8 | 12 | 6 | 25 | 5 |
| Вариант | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| m1, кН×м | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 17 | 15 | 13 | 11 |
| m2, кН×м | 15 | 17 | 20 | 10 | 4 | 7 | 12 | 6 | 5 | 4 |
| m3, кН×м | 18 | 9 | 5 | 24 | 20 | 15 | 9 | 25 | 17 | 16 |
| m4, кН×м | 27 | 20 | 32 | 10 | 7 | 26 | 5 | 17 | 10 | 25 |
Таблица 2
Задача № 3
РАСЧЕТ БАЛКИ НА ПРОЧНОСТЬ
Для заданной расчетной схемы балки (Рис. 3, табл. 3) подобрать сечения и провести полную проверку прочности, для чего требуется:
1.Вычертить схему нагружения, построить эпюры Q и M.
- По условию прочности подобрать сечения:
а) стальной балки двутаврового, круглого и прямоугольного профиля (при h/b=2), приняв [s]= 160 МПа. Размеры Прямоугольного и круглого сечения приять согласно ГОСТ 6636 (СТ СЭВ 514-77);
- Построить все сечения в одном масштабе с эпюрами нормальных напряжений в опасном сечении балки. Оценить экономичность всех сечений балки.
- Для балки двутаврового профиля провести полную проверку прочности.
При проверке по главным напряжений необходимо:
- Построить эпюры нормальных, касательных и главных напряжений для одного из опасных сечений; вычисления ординат эпюр s, t, sгл приводить в табличной форме;
- Для одной из опасных точек сечения графически проверить величину главных напряжений, найти положение главных площадок и изобразить их на выделенном элементе.
Таблица 3
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| q, кН/м | 30 | 10 | 28 | 12 | 26 | 14 | 24 | 16 | 22 | 18 |
| a, м | 0,8 | 3,0 | 1,0 | 2,5 | 1,2 | 2,2 | 1,4 | 2,0 | 1,6 | 1,8 |
| Вариант | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| q, кН/м | 20 | 12 | 30 | 14 | 28 | 16 | 22 | 18 | 24 | 20 |
| a, м | 1,2 | 3,0 | 1,0 | 3,0 | 0,8 | 2,5 | 1,2 | 2,0 | 1,6 | 1,8 |
Задача № 4
РАСЧЕТ БАЛКИ НА ЖЕСТКОСТЬ
Для заданной расчетной схемы балки (Рис.4, табл. 4) требуется:
- Вычертить схему нагружения, построить эпюры Q и M, подобрать сечение двутавровой балки из условия прочности по нормальным напряжениям.
- Пользуясь универсальными уравнениями метода начальных параметров, построить изогнутую ось балки, определив углы поворота над опорами и прогибы в характерных сечениях (2-3 сечения) и сопоставив ее с эпюрой M.
- Проверить условие жесткости, если последнее не удовлетворяется, найти новые размеры сечения двутавровой балки.
Принять [s]= 160 МПа, Е=2×105 МПа
Таблица 4
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| q, кН/м | 10 | 18 | 14 | < |
11 стр.
