РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА №5
на темы:
"Статически неопределимые системы"
и "Устойчивость сжатых стержней"
РПР состоит из двух задач:
№5.1 – расчет статически неопределимой рамы;
№5.2-расчет на устойчивость сжатого стержня.
Задача №5.1
Для статически неопределимой рамы по схеме №…(рис.5.1) при исходных данных по строке №… табл.5.1, требуется:
1) определить степень статической неопределимости;
2) выбрать рациональную основную систему;
3) раскрыть статическую неопределимость методом сил;
4) построить эпюры внутренних силовых факторов M,Q и N;
5) произвести статическую и деформационную проверки правильности расчета.
 |
Рис. 5.1. Схемы к задаче №5.1
Таблица 5.1. Числовые данные к задаче №5.1
| № п/п | Нагрузка | |||
| F, кН | q1, кН/м | q2, кН/м | m, кH·м | |
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - | |||
| - | - |
Задача №5.2
Для одного стержня по схеме №…(рис.5.2), сжимаемого осевой силой F, при исходных данных по строке №… табл.5.2, требуется:
1) подобрать размеры указанного поперечного сечения из условия устойчивости, пользуясь таблицей значений j-коэффициента снижения основного допускаемого напряжения;
2) произвести проверку на устойчивость;
3) определить критическую силу Fкр (или критическое наряжение sкр);
4) определить коэффициент запаса устойчивости kу.
Рис. 5.2. Схемы к задаче №5.2
Таблица 5.2. Числовые данные к задаче №5.2.
| № п/п | Сила F, кH | Длина l, м |
| 2,5 | ||
| 2,7 | ||
| 3,0 | ||
| 3,5 | ||
| 3,2 | ||
| 2,8 | ||
| 2,6 | ||
| 2,4 | ||
| 3,0 | ||
| 3,2 | ||
| 3,7 | ||
| 3,9 | ||
| 4,0 | ||
| 3,8 | ||
| 4,2 | ||
| 4,0 | ||
| 3,6 | ||
| 2,5 | ||
| 3,4 | ||
| 4,0 |
РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНАЯ РАБОТА №6
на тему:
"Расчет элементов конструкций на динамические нагрузки"
РПР состоит из трех задач:
№ 6.1 – расчет с учетом сил инерции;
№ 6.2 – расчет на удар;
№ 6.3 – расчет при колебаниях.
Задача № 6.1
Элементы упругих систем (рис. 6.1) совершают вращательное (схемы с №1 по №10) и поступательное (схемы с №11 по №20) движения.
Для заданной системы по схеме № ... (рис. 6.1) при исходных данных по строке № ... табл. 6.1, а или 6.1, б требуется подобрать указанное поперечное сечение элементов с учетом сил инерции. Материал – сталь. Допускаемое напряжение [s]=160 МПа.
Указания:
1) для схем с №1 по №10 предварительно определить угловую скорость w через заданную частоту вращения n;
2) в схемах, отмеченных звездочкой, расчет проводится только с учетом сил инерции от собственного веса (Q=0);
3) при расчете спарника (схема №9*) и шатуна (схема №10*), наряду с собственным весом, необходимо учитывать продольную сжимающую силу F;
4) при расчете вала (схемы №16 и №17) использовать третью теорию прочности.
Рис. 6.1. Схемы к задаче №6.1
Таблица 6.1, а. Числовые данные к задаче №6.1 (к схемам с №1 по №10)
| № п/п | Q, H | n, об/мин | l, м | r, м | [s], МПа |
| 1,58 | 0,42 | ||||
| 1,25 | 0,35 | ||||
| 1,50 | 0,30 | ||||
| 1,30 | 0,25 | ||||
| 1,00 | 0,20 | ||||
| 1,35 | 0,28 | ||||
| 1,40 | 0,32 | ||||
| 1,32 | 0,24 | ||||
| 1,28 | 0,22 | ||||
| 1,52 | 0,27 | ||||
| 0,90 | 0,26 | ||||
| 1,50 | 0,35 | ||||
| 1,42 | 0,38 | ||||
| 1,24 | 0,18 | ||||
| 1,26 | 0,34 | ||||
| 1,48 | 0,45 | ||||
| 1,46 | 0,20 | ||||
| 1,60 | 0,28 | ||||
| 1,54 | 0,46 | ||||
| 1,20 | 0,40 |
Таблица 6.1, б. Числовые данные к задаче №6.1 (к схемам с №11 по №20)
| № п/п | Q, кH | а, м/с2 | l, м | [s], МПа |
| 5,0 | 4,0 | 2,2 | ||
| 4,2 | 5,0 | 2,8 | ||
| 4,0 | 0,8 | 3,0 | ||
| 6,0 | 8,0 | 1,5 | ||
| 3,0 | 3,0 | 2,0 | ||
| 2,0 | 5,6 | 1,8 | ||
| 1,0 | 5,8 | 0,8 | ||
| 3,2 | 6,2 | 2,4 | ||
| 6,4 | 4,2 | 2,6 | ||
| 9,0 | 5,5 | 3,2 | ||
| 1,0 | 0,5 | 2,4 | ||
| 2,0 | 4,2 | 1,6 | ||
| 6,0 | 3,6 | 1,4 | ||
| 8,0 | 6,0 | 0,8 | ||
| 1,5 | 9,0 | 2,2 | ||
| 2,5 | 1,2 | 1,2 | ||
| 3,5 | 2,6 | 1,0 | ||
| 4,5 | 1,5 | 0,9 | ||
| 4,8 | 3,2 | 0,8 | ||
| 5,2 | 4,5 | 1,0 |
Задача №6.2
Стальные конструкции подвергаются удару (рис.6.2) при падении груза Q с высоты h.
Для заданной конструкции по схеме № ... (рис. 6.2) при числовых данных по строке № ... табл. 6.2 требуется определить:
1) максимальное значение динамических напряжений;
2) динамическое перемещение в точке удара;
3) как изменяются значения максимальных динамических напряжений и перемещений в точке удара, если в этой точке поставить стальную цилиндрическую пружину с жесткостью с=6×103 H/м.
Указание.
1. В схемах, отмеченных звездочкой, расчет проводить без учета и с учетом массы ударяемой системы.
Рис. 6.2. Схемы к задаче №6.2 Таблица 6.2. Числовые данные к задаче №6.2
| № п/п | Q, H | h×102, м | l, м | l1, м | номер швеллера | номер двутавра | d, мм |
| 5,0 | 3,0 | 1,3 | 20а | ||||
| 6,0 | 3,8 | 1,6 | 27а | ||||
| 5,2 | 2,4 | 1,4 | |||||
| 7,0 | 2,0 | 1,0 | 22а | ||||
| 4,8 | 3,2 | 1,5 | 24а | ||||
| 3,6 | 3,4 | 1,3 | 24а | ||||
| 5,4 | 4,0 | 1,8 | |||||
| 7,4 | 3,6 | 2,5 | |||||
| 6,8 | 2,8 | 2,3 | 22а | ||||
| 4,0 | 2,6 | 1,5 | |||||
| 3,8 | 2,2 | 1,1 | |||||
| 4,1 | 3,4 | 1,2 | 18а | 30а | |||
| 5,3 | 3,6 | 1,4 | |||||
| 6,2 | 3,8 | 2,0 | 14а | 20а | |||
| 4,6 | 3,5 | 2,4 | |||||
| 7,2 | 2,4 | 1,0 | 16а | 27а | |||
| 6,4 | 3,7 | 2,2 | |||||
| 5,8 | 2,7 | 1,2 | 18а | ||||
| 4,2 | 2,9 | 1,8 | |||||
| 5,6 | 3,9 | 1,7 | 16а |
Задача №6.3
На упругой конструкции располагается груз Q (рис. 6.3). Направление колебания груза показано стрелкой. Наибольшее значение возмущающей силы, возникающей при вынужденных колебаниях Fmax = H = 10-2 Q. Материал конструкции – сталь, [] = 160MПа. Коэффициент затухания колебаний
nk= 3 с-1.
Для заданной конструкции по схеме № ... (рис. 6.3) при числовых данных по строке № ... табл. 6.3 требуется определить:
1) критическое число оборотов двигателя машины nкр, которая может быть смонтирована на этой конструкции;
2) наибольшее значение динамических напряжений при числе оборотов двигателя n=0,7nкр.
Рис. 6.3. Схемы к задаче №6.3
Таблица 6.3. Числовые данные к задаче №6.3
| № п/п | Q, кH | l, м | l1, м | d×102, м |
| 1,0 | 1,4 | 12,0 | ||
| 1,5 | 1,5 | 1,2 | 12,2 | |
| 1,6 | 2,0 | 1,4 | 14,0 | |
| 2,0 | 2,1 | 1,0 | 16,0 | |
| 2,5 | 1,6 | 1,6 | 17,0 | |
| 1,0 | 2,0 | 1,2 | 12,0 | |
| 1,5 | 1,8 | 1,4 | 15,0 | |
| 1,6 | 2,2 | 1,0 | 14,0 | |
| 2,0 | 2,0 | 1,4 | 16,2 | |
| 3,0 | 1,8 | 1,2 | 17,4 | |
| 0,2 | 1,6 | 1,0 | 8,0 | |
| 0,5 | 1,8 | 0,8 | 13,0 | |
| 4,0 | 1,0 | 2,2 | 15,2 | |
| 4,6 | 1,2 | 1,8 | 20,0 | |
| 5,0 | 1,0 | 1,2 | 18,2 | |
| 6,0 | 0,8 | 1,6 | 22,0 | |
| 9,0 | 0,6 | 1,2 | 24,0 | |
| 3,0 | 1,4 | 1,8 | 18,2 | |
| 4,0 | 0,8 | 1,5 | 18,0 | |
| 5,0 | 1,2 | 1,0 | 23,0 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.:, Наука, 1988. – 512 с.
2. Писаренко Г.С., Агарев В.А. и др. Сопротивление материалов. Киев: Вища школа, 1986. – 775 с.
3. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1989. – 624 с.
4. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наукова думка, 1988. – 734 с.
5. Винокуров Е.Ф., Петрович А.Г., Шевчук Л.И. Сопротивление материалов. Расчетно-проектировочные работы. Минск: Вышейшая школа, 1987. – 227 с.
6. Миролюбов И.Н., Енгалычев С.А и др. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов. М.: Высшая школа, 1970. – 299 с.
7. Ицкович Г. М., Винокуров А.И., Минин Л.С. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. М.: Высшая школа, 1970 – 542 с.
8. Сборник задач по сопротивлению материалов (под редакцией А.С. Вольмира). М.: Наука, 1984. – 408 с.
9. Сборник задач по сопротивлению материалов (под редакцией В.К. Качурина). М.: Наука, 1970. – 432 с.
10. Сборник задач по сопротивлению материалов (под редакцией А.В. Александрова). М.: Стройиздат, 1977. – 336 с.
11. Шамбер Э.А. Задачи динамики в сопротивлении материалов. Караганда : КарГТУ,1995-61с.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ............................................................................................................. 2
Расчетно-проектировочная работа №1 на тему "Центральное растяжение
и сжатие прямых стержней" ............................................................................. 3
Расчетно-проектировочная работа №2 на тему "Кручение" ......................... 11
Расчетно-проектировочная работа №3 на тему "Плоский изгиб" ................ 15
Расчетно-проектировочная работа №4 на тему "Сложное сопротивление" 23
Расчетно-проектировочная работа №5 на темы "Статически неопредели-
мые системы" и "Устойчивость сжатых стержней" ..................................... 33
Расчетно-проектировочная работа №6 на тему "Расчет элементов конст-рукций на динамические нагрузки" ............................................................... 41
Список литературы .......................................................................................... 54
| Рассмотрено | Утверждено |
| на заседании кафедры | Методическим бюро |
| «Прикладная механика» | инженерно-строительного |
| Протокол № 2003г Зав. кафедрой ________________Ж.Б.Бакиров | факультета Протокол № ________________2003г председатель методбюро __________________Е.А.Макишева |
Сборник
Расчетно-проектировочных работ
по сопротивлению материалов
Составила: доцент ,
к.т.н. Даникина Т.С.
Редактор _______________
Подписано к печати __________ Формат 90´60´16
Цена договорная
Заказ №______.... Объем 3,4 п. л. Тираж 100 экз.
__________________________________________________________________
Печатно-множительная мастерская КарГТУ, Караганда, б. Мира, 56.