МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Л. П. Шатохина Е. М. Сигова

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ. РАСЧЕТЫ ПРИ ПРОСТОМ СОПРОТИВЛЕНИИ

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Красноярск

СФУ

2010

1

УДК 539.3/6(075.8) ББК 30.121

Ш28

Рецензенты:

Н. А. Кокорин, канд. техн. наук, доцент кафедры механики СибГТУ; С. В. Доронин, канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник

СКТБ «Наука» СО РАН.

Шатохина, Л. П.

Ш28 Сопротивление материалов. Расчеты при простом сопротивлении : учеб. пособие / Л. П. Шатохина, Е. М. Сигова ; под общ. ред. Л. П. Шатохиной. – Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2010. – 192 с.

ISBN 978-5-7638-2028-7

В пособии рассмотрена методика решения задач по расчёту прямого бруса при простом сопротивлении (при осевом растяжении-сжатии, кручении и поперечном изгибе), а также вычисление геометрических характеристик плоских сечений.

Предназначено для выполнения расчётно-графических и курсовых работ при изучении дисциплин «Сопротивление материалов» и «Прикладная механика» для студентов направлений 651400 «Машиностроительные технологии и оборудование» (спец. 120300, 120400, 120500, 120600, 120700), 651500 «Прикладная механика» (спец. 071100, 071200), 653200 «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы» (спец. 150600, 190100, 190200, 190600, 170900), 653300 «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования» (спец. 150200, 150900, 230100), 653800 «Стандартизация, сертификация и метрология» (спец. 072000), 657800 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств» (спец. 120100, 120200, 121300), 220000 «Автоматика и управление» (спец. 14600, 220400)

УДК539.3/6(075.8) ББК 30.121

ОГЛАВЛЕНИЕ

3

4

ВВЕДЕНИЕ

При изучении учебной дисциплины «Сопротивление материалов» предусмотрено выполнение курсовых работ (КР) и расчётно-графических заданий (РГЗ), в которых рассматриваются прочность и жёсткость простейших типовых элементов конструкций. Выполнение КР и РГЗ является неотъемлемой и важной составной частью самостоятельной работы студента, т. к. способствует приобретению навыка расчёта элементов конструкций и формированию инженерного мышления.

Данное пособие составлено для методической помощи при выполнении КР и РГЗ по первой части курса «Сопротивления материалов», а также оно будет полезно преподавателям, ведущим практические занятия.

Впособии приведены методика и примеры решения задач, входящих

вКР и РГЗ. В задачах рассматриваются наиболее часто встречающиеся элементы конструкций (стержни, валы и балки), испытывающие простое сопротивление: растяжение и сжатие, кручение и плоский изгиб. При этом производится расчёт как статически определимых, так и статически неопределимых схем указанных элементов конструкций. Выполняются все три типа расчётов: проектный, проверочный и определение допускаемой нагрузки.

Впособии также дана методика и выполнены примеры вычисления геометрических характеристик плоских сечений для наиболее распространённых 4 типов составных сечений: симметричных сечений из прокатных профилей; симметричных сечений из простых фигур; несимметричных сечений из прокатных профилей; несимметричных сечений из простых фигур.

Примеры решения задач выполнены по общепринятым и разработанным методикам. В приложениях к пособию представлен необходимый для расчётов справочный материал. Рисунки и формулы пронумерованы последовательно по каждому разделу.

Для успешного выполнения КР и РГЗ необходимо знание изучаемого учебного материала, в котором наиболее важными темами являются построение эпюр внутренних силовых факторов при растяжении-сжатии, кручении и плоском изгибе; условия прочности и жёсткости при простом сопротивлении; геометрические характеристики простых и составных сечений.

При выполнении КР и РГЗ необходимы навыки черчения, умение понятно и грамотно изложить решение и представить результаты расчёта. При решении задач используют знания математики, физики, начертательной геометрии и черчения, теоретической механики, материаловедения.

Выполненные КР и РГЗ студент оформляет в виде сборника (формат А4) решений задач и заданий, который нужно жёстко скрепить. В сборни-

5

ке должны быть: 1-й лист – титульный лист, 2-й лист – содержание; дальнейшие листы содержат выполненные задания. Пример оформления титульного листа приведён в прил. 2 данного пособия. Сборник должен содержать необходимые чертежи и расчёты. Текстовую часть необходимо выполнять от руки хорошо читаемым почерком. Тригонометрические функции, буквы греческого и латинского алфавитов должны быть набраны правильным начертанием (см. прил. 1, табл. 1). На всех страницах сборника решений, начиная с листа содержания, нужно проставить номера в правом нижнем углу. Оформление каждой задачи начинается с нового листа. Вначале необходимо указать номер задачи и тему. Далее, перед решением каждой задачи, надо написать её условие, указать требуемые пункты задания и исходные числовые значения, вычертить заданную схему в масштабе, указав на схеме все размеры и действующие нагрузки.

При изложении решения задачи к расчётной схеме добавляются необходимые дополнительные построения (опорные реакции, внешние и внутренние усилия по участкам и т. п.). Эпюры внутренних усилий, которые необходимы при решении задач, нужно располагать непосредственно под расчётными схемами, либо на следующей странице. На эпюрах важно указывать значения характерных ординат и единицы измерения откладываемой величины. Все схемы и эпюры выполняют по правилам и нормам машиностроительного черчения в карандаше.

Решение задач должно сопровождаться последовательными краткими и корректными пояснениями, названием всех величин и формул, причём необходимо приводить размерность величин в международной системе единиц (системе СИ), которая в настоящее время обязательна во всех областях науки и техники (см. прил. 1, табл. 2 и 3). Значения величин следует представлять в виде десятичных или простых дробей, умноженных на число 10 в соответствующей степени (положительной или отрицательной). Не следует вычислять большое число значащих цифр, лучше ограничиваться тремя. Каждая задача должна содержать вывод согласно условию задачи (назначение размеров, вывод о прочности и жёсткости конструкции и т. п.).

Приём отчётов по КР и РГЗ, выставление по ним оценок и зачётов выполняет преподаватель, выдавший задание. Полученную оценку и дату проставляет преподаватель на строке, где указана фамилия и инициалы руководителя(преподавателя).

6