Тема 2.4 Практические расчеты на срез и смятие
При изучении темы следует обратить внимание на расчет заклепок, сварных соединений и врубок. Явление среза всегда «осложнено» наличием других напряжений. Надо уметь показать на чертеже площадки, на которых возникают напряжения среза, смятия, скалывания.
Вопросы для самоконтроля:
1. Сформулируйте условие прочности на срез.
2. Сформулируйте условие прочности на смятие.
3. Диаметры штифтов предохранительной муфты, соединяющей два вала, должны быть выбраны таким образом, чтобы при достижении передаваемым моментом предельного значения штифты разрушались (срезались). Какая механическая характеристика материала штифтов должна быть использована в расчете?
3. Задания для выполнения контрольной работы
Контрольная работа составлена по многовариантной системе. Чтобы определить свой вариант контрольной работы студенту необходимо воспользоваться образцом таблицы 1, которая построена следующим образом: вертикальная крайняя графа содержит алфавит; в вертикальной графе 1 указаны схемы к задаче, остальные вертикальные графы содержат числовые данные, необходимые для решения задачи.
В этой таблице за начальными буквами фамилии каждого студента закреплены графы 1, 4, 7; за начальными буквами имени — графы 2, 5, 8; за начальными буквами отчества — графы 3, 6, 9.
Пример: Допустим, студент Петров Виктор Александрович.
По начальной букве фамилии «П» из строки «ЕПЩ» учащийся берет из закрепленных за фамилией граф соответствующие значения, т.е. графы 1 — схема 6, из графы 4 — q = 12 кН/м, из графы 7 — a1 = 3,0 м. Аналогично по первой букве имени «В» из строки «ВМЦ» выбираем значение граф 2, 5, 8: F1 = 40 кН, М = 14 кН∙м, а2 = 2,0 м. По первой букве отчества «А» из строки «АКФ» из граф 3, 6, 9 выбираем F2 = 20 кН, α = 45°, а3 = 3,5 м.
Таблица 1
|
Алфавит |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Схема |
F1, кН |
F2 , kH |
q, кН/м |
М, кН м |
α, град |
а1, м |
a2, м |
а3 , м | |
|
АКФ |
1 |
|
20 |
|
|
45 |
|
|
3,5 |
|
БЛХ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВМЦ |
3 |
40 |
|
|
14 |
|
|
2,7 |
|
|
ГНЧ |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДОШ |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЕПЩ |
6 |
|
|
12 |
|
|
3,0 |
|
|
|
ЁРЫ |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЖСЭ |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗТЮ |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИУЯ |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, числовые данные задачи имеют вид:
Дано: схема 6; F1 = 40 кН; F2 = 20 кН; q = 12 кН/м; М = 14 кН∙м; α = 45°; а1 = 3,0 м; а2 = 2,0 м; а3 = 3,5 м.
В текстовой и графической частях работы следует соблюдать терминологию и обозначения, соответствующие действующим ГОСТ.
На каждой странице оставляются поля шириной 3—4 см для замечаний проверяющего работу. За ответом на последний вопрос приводится список использованной литературы, указывается методическое пособие, по которому выполнена работа, ставится подпись исполнителя и оставляется место для рецензии.
На обложке тетради указывается учебный шифр, наименование дисциплины, курс, отделение, индекс учебной группы; фамилия, имя, отчество исполнителя.
При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие требования:
в контрольную работу следует записывать контрольные вопросы и условия задач. После вопроса должен следовать ответ на него. Содержание ответов должно быть четким и кратким;
вычислениям должны предшествовать исходные формулы;
решение задач необходимо сопровождать пояснениями; задачи вначале решаются в общем виде, затем подставляются значения;
для всех исходных и вычисленных физических величин должна указываться размерность; при этом следует иметь в виду, что числовые значения величин можно подставлять только в том случае, если их размерность совпадает;
при выборе недостающих параметров следует указывать источник, откуда взяты данные величины.
В установленные учебным графиком сроки студент направляет выполненную работу для проверки в учебное заведение.
После получения прорецензированной работы студенту необходимо исправить отмеченные ошибки, выполнить все указания преподавателя, повторить недостаточно усвоенный теоретический материал.
Незачтенная контрольная работа подлежит повторному выполнению.
Задания, выполненные не по своему варианту, не засчитываются и возвращаются студенту.
Задача 1
Определить аналитическим и графическим способами усилия в стержнях АВ и ВС заданной стержневой системы (рисунок 1.1 – 1.10). Исходные данные для задачи своего варианта взять из таблицы 2.
Таблица 2
|
Алфавит |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Схема |
F1 кН |
F2,kH |
α1, град |
α2, град |
α3, град | |
|
АКФ |
1 |
10 |
20 |
45 |
30 |
45 |
|
БЛХ |
2 |
12 |
24 |
30 |
90 |
60 |
|
ВМЦ |
3 |
14 |
28 |
90 |
60 |
45 |
|
ГНЧ |
4 |
16 |
32 |
60 |
30 |
60 |
|
ДОШ |
5 |
18 |
36 |
30 |
30 |
60 |
|
ЕПЩ |
6 |
20 |
40 |
60 |
60 |
30 |
|
ЁРЫ |
7 |
22 |
44 |
30 |
90 |
45 |
|
ЖСЭ |
8 |
24 |
48 |
45 |
90 |
60 |
|
ЗТЮ |
9 |
26 |
52 |
60 |
45 |
30 |
|
ИУЯ |
10 |
28 |
56 |
30 |
90 |
30 |
|
1
|
2
|
Рисунки 1.1, 1.2 – Задания к задаче 1
|
3
|
4
|
|
5
|
6
|
|
7
|
8
|
Рисунки 1.3 – 1.8 – Задания к задаче 1
|
9
|
10
|
Рисунки 1.9, 1.10 – задания к задаче 1
Задача 2
Определить реакции опор двухопорной балки (рисунки 2.1 – 2.10). Исходные данные приведены в таблице 3.
Таблица 3
|
Алфавит |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Схема |
а, м |
q, кН/м |
b, м |
F, кН |
α, град |
М, кНм |
c, м | |
|
АКФ |
1 |
4,0 |
12 |
4,0 |
10 |
15 |
20 |
2,0 |
|
БЛХ |
2 |
3,0 |
10 |
3,0 |
15 |
30 |
18 |
4,0 |
|
ВМЦ |
3 |
2,0 |
8 |
4,0 |
20 |
15 |
16 |
4,0 |
|
ГНЧ |
4 |
2,0 |
6 |
6,0 |
25 |
60 |
14 |
2,0 |
|
ДОШ |
5 |
4,0 |
4 |
3,0 |
30 |
75 |
12 |
3,0 |
|
ЕПЩ |
6 |
2,5 |
12 |
3,5 |
10 |
15 |
10 |
4,0 |
|
ЁРЫ |
7 |
3,0 |
10 |
5,0 |
15 |
30 |
14 |
2,0 |
|
ЖСЭ |
8 |
3,0 |
8 |
4,0 |
20 |
45 |
16 |
3,0 |
|
ЗТЮ |
9 |
2,5 |
6 |
4,5 |
25 |
60 |
18 |
3,0 |
|
ИУЯ |
10 |
2,0 |
4 |
3,0 |
30 |
75 |
20 |
5,0 |
|
1
|
2
|
|
3
|
4
|
Рисунки 2.1 – 2.4 – Задания к задаче 2
|
5
|
6
|
|
7
|
8
|
|
9
|
10
|
Рисунки 2.5 – 2.10 – Задания к задаче 2
Задача 3
По оси ступенчатого бруса приложены силы F1 и F2 (рисунки 3.1 – 3.10). Необходимо построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений, определить абсолютную деформацию бруса. Принять Е = 2,1∙105 МПа. Данные для задачи своего варианта взять из таблицы 4.
Таблица 4
|
Алфавит |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Схема |
F1, кН |
F2, kH |
А1, см2 |
l1, м |
l2, м |
А2, см2 |
l3, м | |
|
АКФ |
1 |
20 |
30 |
3,5 |
1,0 |
1,2 |
7,0 |
1,4 |
|
БЛХ |
2 |
50 |
40 |
3,0 |
1,2 |
1,4 |
6,0 |
1,6 |
|
ВМЦ |
3 |
20 |
40 |
4,0 |
1,4 |
1,6 |
2,0 |
1.8 |
|
ГНЧ |
4 |
60 |
20 |
5,0 |
1,6 |
1,8 |
10,0 |
2,0 |
|
ДОШ |
5 |
25 . |
35 |
7,0 |
1,8 |
1,6 |
3,5 |
1,4 |
|
ЕПЩ |
6 |
35 |
55 |
4,5 |
2,0 |
1,4 |
9,0 |
1,2 |
|
ЁРЫ |
7 |
40 |
60 |
6,0 |
1,8 |
2,0 |
12,0 |
2,4 |
|
ЖСЭ |
8 |
50 |
40 |
7,0 |
1,6 |
1,4 |
3,5 |
1,2 |
|
ЗТЮ |
9 |
30 |
50 |
8,0 |
1,4 |
1,2 |
16,0 |
1,0 |
|
ИУЯ |
10 |
15 |
40 |
9,0 |
1,2 |
1,4 |
4,5 |
1,6 |
|
1
|
2
|
Рисунки 3.1, 3.2 – Задания к задаче 3
|
3
|
4
|
|
5
|
6
|
|
7
|
8
|
Рисунки 3.3 – 3.8 – Задания к задаче 3
|
9
|
10
Схема 10 |
Рисунки 3.9, 3.10 – Задания к задаче 3
Задана 4
Для заданного вала (рисунки 4.1 – 4.10) построить эпюры крутящих моментов. Определить углы закручивания на каждом участке вала. Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 5.
Таблица 5
|
Алфавит |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Схема |
Р1, кВт |
Р2, кВт |
Р3, кВт |
Р4, кВт |
ω, рад/с |
l1, м |
l2, м |
l3, м | |
|
АКФ |
1 |
12 |
6 |
4 |
2 |
24 |
0,8 |
0,5 |
0,5 |
|
БЛХ |
2 |
18 |
5 |
6 |
7 |
48 |
0,2 |
0,6 |
0,6 |
|
ВМЦ |
3 |
20 |
9 |
6 |
5 |
30 |
0,1 |
0,7 |
0,3 |
|
ГНЧ |
4 |
19 |
7 |
6 |
6 |
40 |
0,7 |
0,5 |
0,4 |
|
ДОШ |
5 |
14 |
8 |
2 |
4 |
25 |
0,5 |
0,6 |
0,9 |
|
ЕПЩ |
6 |
60 |
23 |
18 |
19 |
60 |
0,6 |
0,3 |
0,1 |
|
ЁРЫ |
7 |
30 |
10 |
15 |
5 |
22 |
0,3 |
0,4 |
0,7 |
|
ЖСЭ |
8 |
15 |
6 |
3 |
6 |
36 |
0,4 |
0,9 |
0,1 |
|
ЗТЮ |
9 |
10 |
3 |
5 |
2 |
42 |
0,9 |
0,1 |
0,7 |
|
ИУЯ |
10 |
12 |
6 |
3 |
3 |
25 |
0,1 |
0,7 |
0,5 |
|
1
|
2
|
|
3
|
4
|
Рисунки 4.1 – 4.4 – Задания к задаче 4
|
5
|
6
|
|
7
|
8
|
|
9
|
10
|
Рисунки 4.5 – 4.10 – Задания к задаче 4
Задача 5
Для двухопорной балки (рисунки 5.1 – 5.10) построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил, подобрать сечение стального двутавра. Расчет провести по допускаемым напряжениям, приняв [σ] = 160 МПа. Данные для задачи своего варианта взять из таблицы 6.
Таблица 6
|
Алфавит |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Схема |
F1, кН |
F2, kH |
М, кН∙м |
а, м |
в, м |
с, м | |
|
АКФ |
1 |
30 |
40 |
20 |
2,0 |
6,0 |
2,0 |
|
БЛХ |
2 |
40 |
50 |
40 |
4;о |
4,0 |
2,0 |
|
ВМЦ |
3 |
50 |
40 |
30 |
5,0 |
3,0 |
2,0 |
|
ГНЧ |
4 |
60 |
30 |
25 |
2,0 |
3,0 |
5.0 |
|
ДОШ |
5 |
45 |
25 |
35 |
3,0 |
3,0 |
4,0 |
|
ЕПЩ |
6 |
35 |
40 |
45 |
1,0 |
4,0 |
5,0 |
|
ЁРЫ |
7 |
25 |
35 |
15 |
2,0 |
5,0 |
3,0 |
|
ЖСЭ |
8 |
20 |
60 |
50 |
1,0 |
6,0 |
3,0 |
|
ЗТЮ |
9 |
15 |
35 |
20 |
4,0 |
3,0 |
3,0 |
|
ИУЯ |
10 |
40 |
30 |
15 |
1,5 |
4,5 |
4,0 |
|
1
|
2
|
Рисунки 5.1, 5.2 – Задания к задаче 5
|
3
|
4
|
|
5
|
6
|
|
7
|
8
|
|
9
|
10
|
Рисунки 5.1 – 5.10 – Задания к задаче 5