Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

sm_rpz_4

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
358.79 Кб
Скачать

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ ЗАПОРІЗЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙУНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

дорозрахунково-проектувальнихзадачзкурсу “Опірматеріалів”іззастосуваннямПЕОМдлястудентів механічнихспеціальностейвсіхформнавчання

ЧастинаIV

Затверджено назасіданні кафедри“Опірматеріалів”

Протокол№ 6 від26.04 1999 р.

1999

Методичнівказівки до розрахунково-проектувальнихзадачз курсу “Опірматеріалів” із застосуванням ПЕОМ длястудентів механічних спеціальностей всіх форм навчання. Частина IV.

/Складачі: В.Г. Шевченко, БорисенкоІ.Г., КудінВ.Т., МазінаО.В. Запоріжжя: ЗДТУ, 1999 р. -29 с.

Складачі: В.Г. Шевченко, зав. кафедрою, к.т.н., доцент І.Г. Борисенко, к.т.н., доцент В.Т. Кудін, к.т.н., доцент О.В. Мазіна, ст. лаборант

Рецензент: А.О. Будник, к.т.н., доцент

Відповідальнийзавипуск: завідуючийкафедроюШевченкоВ.Г.

ЗМ ІСТ

Передмова

4

1.

Розрахункинаміцністьпринеплоскомузгинанні

5

1.1

Короткітеоретичнівідомості

5

1.2

Прикладрозв’язкузадачі

6

2.

Розрахункинаміцністьістійкістьстиснутихстержнів

10

2.1

Короткітеоретичнівідомості

10

2.2

Прикладрозв’язкузадачі

11

3.

Розрахункинаміцністьприколиваннях

15

3.1

Короткітеоретичнівідомості

15

3.2

Прикладрозв’язкузадачі

15

4.

Розрахункинаміцністьприударнихнавантаженнях

18

4.1 Короткітеоретичнівідомості

18

4.2 Прикладрозв’язкузадачі

19

5.

Розрахункинаміцністьзурахуваннямсилінерції

24

5.1

Короткітеоретичнівідомості

24

5.2

Прикладрозв’язкузадачі

25

6.

 

Література

25

Додатки

28

 

 

 

29

4

ПЕРЕДМОВА

Мета даних методичних вказівок – допомогти студентам засвоїтивідповіднірозділикурсу“Опірматеріалів”, опануватиметоди розв’язаннятиповихзадачінабутинеобхіднінавичкирозрахунківі проектуванняелементівмеханічнихсистем 1 .

У пропонованих методичних вказівках наведено короткі теоретичнівідомості звідповідних тем тарозділів дисципліни. Докладно розглянуто приклади розв’язання задач на теми: “Розрахункина міцністьпри неплоскомузгинанні”(задача№12), “Розрахункинаміцністьістійкістьстиснутихстержнів”(задача№17), “Розрахункинаміцністьприколиваннях”(задача№19), “Розрахунки наміцністьприударнихнавантаженнях”(задача№20), “Розрахунки наміцністьзурахуванням силінерції”(задача№21). Приклади наведеноувідповідностізрекомендаціямиметодичнихвказівокі контрольних завдань з опору матеріалів для всіх технічних спеціальностейвищихнавчальнихзакладів2 .

Умови задач наведено в контрольних завданнях та на

відповіднихкафедральнихстендах3 .

Длярозв’язування задачіззастосуваннямПЕОМ накафедрі розробленоспеціальнепрограмнезабезпеченнядлямережевогокласу.

5

1 РОЗРАХУНКИНАМІЦНІСТЬПРИНЕПЛОСКОМУ

ЗГИНАННІ

1.1 Короткітеоретичнівідомості

Складне згинання спричинюється силами або моментами, розташованимиурізнихплощинах, якіпроходятькрізьвісьбалкиіне співпадаютьзголовнимиосямиінерції. Такезгинаннязветьсятакож неплоским, оскільки зігнута вісь балки не лежить у силовій

площині1 .

Складне згинання можназавжди сприймати як суму двох плоских(прямих) згинань.

Перевірятиміцністьслідутихперерізах, деосьовізгинальні моментиодночасновеликі.

Якщонебезпечнийперерізвідомий, товньомутребавідшукати небезпечніточки. Наочнеуявленняпророзподілнапруженьдають відповідні епюри. Положення нейтральної лінії визначають за формулою:

 

M y

I x

або

M y

I x

tg

M x

 

M x

 

 

I y

 

I y

Узагальномувипадкунейтральналініяпроходитькрізьпочаток координатперерізуіквадрантизрізнимизнакаминапружень.

Якщоперерізмаєвиглядпрямокутникаабоіншихформ, щов ньоговписуються(двотавр, швелер, тощо), тонайбільшінапруження будутьвиникативкрайніхкутовихточках, причому

I x

Wx ,

I y

Wy .

Ymax

X max

 

 

Взагальномувипадкуумоваміцностінабуваєвигляд:

max M x M y .

Wx Wy

При розрахунках на міцність треба спочатку задати співвідношеннямоментівопоруWx ).

Wy

6

1.2 Прикладрозв’язкузадачі

Дерев’янабалка(Рис. 1.1) прямокутногопоперечногоперерізу навантаженавертикальною силою Р уточціА ігоризонтальною силоюРуточціВ. Наопорахбалкиможутьвиникнутияквертикальні такігоризонтальніреакції, щонаправленіперпендикулярноплощині креслення. Необхідно:

а) побудуватиепюризгинальнихмоментівувертикальній і горизонтальній площинах та визначити положення небезпечного перерізу;

б) підібратирозмірипоперечногоперерізупридопустимому напруженні 8МПа;

в) визначити положення нейтральноїлініїу небезпечному перерізі та побудувати для цього перерізу епюру нормальних напруженьваксонометрії. Данітребабратиувідповідностізномером заліковоїкнижки.

Дано: Р=10 кН, l =1м, h/b=1,2.

 

 

 

 

 

b

 

P

 

Y

X

 

 

A

 

B

 

h

 

 

P

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

Рисунок1.1 – Неплоскезгинаннядвоопорноїбалкизконсоллю

1.2.1 Застосовуючипринципнезалежностідіїсилрозглянемо окремо випадки горизонтального та вертикального навантаження

(Рис. 1.2 а, б).

 

 

7

 

 

P

 

 

 

P

A

B

 

A

B

 

 

 

 

/2

 

 

/2

P /2

 

 

 

 

+

 

 

 

 

EnMx

 

E M

y

 

 

 

n

-

 

 

 

P /4

 

 

 

P /2

а)

 

 

б)

 

 

 

Рисунок1.2 – Епюризгинальнихмоментіввідвертикального(а) тагоризонтального(б) навантаження

1.2.2 Небезпечнийпереріззнаходитьсявт. А. Визначимодля ньогозгинальнімоменти.

Pl

10 1

5 (кНм),

Pl

10 1

2,5 (кНм).

M x

 

M y

 

2

2

 

4

4

 

1.2.3 Визначаємомоментиопорупрямокутногоперерізу.

 

 

Wx

bh2

,

 

 

hb 2

 

 

 

 

 

Wy .

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6

 

 

 

 

 

h

1,2

 

 

h3

 

 

 

h3

Зурахуванням

 

, W

 

 

,

W

 

 

 

.

 

 

 

 

 

b

 

x

7,2

 

y

8,64

 

 

 

 

 

 

 

8

Складемоумовуміцності

 

 

 

 

5

10 3

7,2

 

2,5 10 3 8,64

,

 

 

h3

 

 

 

h3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 (5 7,2

2,5 7,2) 10

3

 

звідки

h

 

 

 

 

 

 

 

0,193 м,

тобто h=19,3см,

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b=16,08см.

1.2.5 Визначимо геометричні характеристики поперечного перерізубалки

 

 

bh

3

 

4

 

 

I

x

 

3

I

x

 

9633см ,

W

 

 

 

 

998,27 1000см ,

 

 

 

 

 

12

 

 

 

x

h / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hb

3

 

4

 

 

 

I y

3

I y

6687см ,

Wy

 

 

 

 

831 830см .

b /2

 

 

12

 

 

 

 

 

 

1.2.6 Визначимокутнахилунейтральноїлінії

 

 

 

 

M y

I

2,5 9633

 

0,72, 360 .

 

 

tg

 

x

 

 

 

 

 

 

 

Mx

5 6687

 

 

 

 

 

 

 

I y

 

 

 

 

 

 

1.2.7 Визначимодлянебезпечногоперерізу(т. А) напруженняв кутовихточках. (Зовнішнійконтур– знаки напруженнявідносноосі “Х”, внутрішній– відносноосі“Y”).

 

Y

 

 

 

1 - - -

-

- - - 2

-

- - - - -

+ + +

-

-

--

 

++

-

-

-

 

+

-

+

-

 

+

+

+

-

 

+

+

+

-

 

+

+

+

- - - - -

+ + +

+

4 +

+ + +

+ + + + 3

Н.Л. Напруженняубудь-якійточці:

 

X

 

 

M y

 

 

5 10 3

 

2,5 1 10 3

 

 

M

x

 

 

 

 

5 3(МПа)

 

 

 

 

 

 

i

 

Wx

 

Wy

1000 10 6

 

830 10 6

 

 

 

 

 

 

9

такимчином

1 5 3 8(МПа)2 5 3 2(МПа)

3 5 3 8(МПа)4 5 3 2(МПа)

Максимальненапруження max неповинноперевищуватидопустиме

.

1.2.8 Будуємоепюринапруженьваксонометрії.

Y

1

-8

2

-2

Н. Л.

2

X

4

8

 

3

Рисунок1.3 – Епюринапруженьваксонометрії

Примітка: Діагоналізнайбільшимитанайменшиминапруженнями виділитикольоровимиолівцями.

10

2 РОЗРАХУНКИ НА МІЦНІСТЬ ІСТІЙКІСТЬ СТИСНУТИХ СТЕРЖНІВ

2.1 Короткітеоретичнівідомості

Пружнарівновагабудестійкою якщодеформованетілопри будь-якомумаломувідхиленнівідстанурівновагиповертаєтьсядо

ньогопіслявилученнязовнішньоговпливу1 .

Пружна рівновага буденестійкою якщо деформоване тіло виведенезрівноваги, прагнедеформуватисяунапрямінаданогойому відхиленнявід положеннярівновагий післявилученнявпливуу початковийстаннеповертається.

Між цими двома станами знаходиться перехідний, котрий називаєтьсякритичним. При критичному станідеформованетіло знаходитьсяубайдужійрівновазі. Навантаження, якепризводитьдо втрати стійкості початкової форми рівноваги тіла, називають критичним.

Задача по з визначенню величини критичної сили для центральностиснутогостержнявпершебуларозв’язанаЛ. Ейлером наприкінціXVIII сторіччя.

Pкр

Pкр

 

 

2

 

=2 =1

Pкр

0,7

=0,7

Pкр

0,5

=0,5

Рисунок2.1 – Значеннякоефіцієнтів( ) взалежностівідумов закріпленнястержня.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]