Расчетно-графическая работа 4

Задача 1

Тема: Плоская система сходящихся сил. Определение реакций связей стержней.

 

 

Цель работы: Определить реакции связей графо-аналитическим и аналитическим способом.

Вариант_____

 

 

 

2 Составляем уравнения равновесия и находим неизвестные силы:

ΣFix=0;____________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

 

ΣFiy=0.____________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

Графо-аналитический способ:

1 Строим силовой треугольник и определяем углы в треугольнике:

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3- Силовой треугольник

 

2 Применяем теорему синусов для определения неизвестных сил:

 

________________________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

 

Ответ: R1=__________кН; R2=___________кН.

 

 

Расчетно-графическая работа 1

Задача 2

Тема: Плоская система произвольно расположенных сил. Определение опорных реакций балок.

 

Цель работы: Определить реакции опор. Выполнить проверку.

Вариант_____

Решение:

1. Освобождаемся от связей и заменяем их реакциями, строим расчетную схему.

2. Составляем уравнения равновесия и определяем реакции опор:

 

ΣМА(Fi)=0;______________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

_______________________________________________________________

 

ΣМВ(Fi)=0;______________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

________________________________________________________________

3. Проверка:

Для проверки используем третье уравнение равновесия:

ΣFiy=0.____________________________________________________________

 

________________________________________________________________

 

0=0

Реакции определены верно.

 

Ответ: RА=__________кН; RВ=___________кН.

Расчетно-графическая работа 2

Тема: Определение координат центра тяжести сложного плоского сечения

 

Цель работы: Определить положение центра тяжести сечения, состоящего из профилей проката.

Вариант_____

Решение:

1 Представим сечение состоящим из нескольких прокатных профилей:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Обозначим их:____________________________________________________

2 Выберем систему координат, укажем и определим центр тяжести каждого из прокатных профилей, используя данные из ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8239-89, ГОСТ 8240-89 ( систему координат выбираем так, чтобы одна из осей была осью симметрии - если это возможно):

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рисунок 2.2 – Положение центра тяжести

Данные занесем в таблицу:

Таблица 2.1- Таблица результатов работы с ГОСТом и вычислений:

Вид сечения А, см2 усi ; см хсi ; см zсi ; см Ai x i; cм3 Ai уi; cм3

3 Определим координаты центра тяжести сечения всей фигуры:

____________________________________________________________________________

 

____________________________________________________________________________

 

____________________________________________________________________________

 

____________________________________________________________________________

 

____________________________________________________________________________

 

____________________________________________________________________________

 

Ответ: хс=________ см; ус=_______ _см . С(_____;_____)

Расчетно-графическая работа 3

Тема: Деформациярастяжение и сжатие. Расчеты из условия прочности

Цель работы: Для стального бруса:

а) построить эпюры продольных сил Nz и нормальных напряжений σ;

б) определить удлинение (укорочение) бруса, принять Е=2·105 МПа ;

в) определить коэффициент запаса прочности n, если материал образца__________________ и σт_____МПа.

Вариант_____

 

 

 

 

Решение:

а) Определяем продольную силу Nz:

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Определяем нормальное напряжение σ в сечениях:

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Строим эпюры продольных сил Nz и нормальных напряжений σ.

Рисунок 3.2 – Эпюры Nz и σ

 

б) определяем удлинение (укорочение бруса) ∆ℓ:

На участках:


____________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

 

 

____________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

__________________________________________________________

 

__________________________________________________________________

 

Общее удлинение (укорочение) бруса:

 

 

__________________________________________________________________

 

в) Определяем коэффициент запаса прочности:

 

 

__________________________________________________

 

 

Ответ:____________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Расчетно-графическая работа 4

Тема: Деформация кручения. Проектный расчет вала

Цель работы:Для стального вала:

а) построить эпюры крутящих моментов Мкр;

б) из условия прочности и жесткости определить диаметры вала на каждом участке;

в) выполнить эскиз вала.

Вариант ____

Рисунок 4.1 – Схема вала

Решение:

а) Определяем вращающие моменты на валу Мвр:

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Пренебрегая трением в подшипниках и весом самого вала, определяем крутящие моменты Мкр на всех участках вала, рассматривая каждый раз условие равновесия отсечённой части вала:

_Сечение 1-1:__________________________________________________________________

_Сечение 2-2:__________________________________________________________________

_Сечение 3-3:__________________________________________________________________

_Сечение 4-4:__________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________

Строим эпюру крутящих моментов. Положительные ординаты откладываем вверх от базисной линии (параллельной от бруса), отрицательные ординаты - вниз.

Рисунок 4.2 – Эпюра Мкр

б) Из условия прочности τ = Мкр /WР ≤ [τ] и условия жесткости

Θ0 = Mкр /GJP ≤ [Θ0] выполняем проектный расчет вала (подбор сечения) на каждом участке:

WР ≥ Mкр /[τ]; WР = πd3/16≈0,2d3;

или

__d1 =____________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

JР ≥ MK /G[Θ0]; JР =πd4/32≈0,1d4;

где G – модуль упругости при сдвиге; G = 8∙104 МПа (для стали)

__d1 = _____________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

На каждом участке из двух полученных диаметров вала по условию прочности и условию жесткости удовлетворяет больший. Принимаем:

d1 =_____мм; d2 =_____мм; d3 =_____мм

в) Выполняем эскиз вала

Рисунок 4.3 – Эскиз вала

Ответ: Опасное сечение на участке вала__________, в котором d =_______мм.