Рабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «сопротивление материалов» для студентов
Скачать 302.76 Kb.
|
| НАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УКРАИНЫ Кафедра теоретической и строительной механики Рабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «сопротивление материалов» для студентов механических специальностей ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ Утверждено на заседании кафедры теоретической и строительной механики протокол № 1 от 6 сентября 2013 г. Днепропетровск УДК 531.8 Рабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «Сопротивление материалов» для студентов механических специальностей заочной формы обучения/ Переработано доц. И.Ю. Наумовой. - Днепропетровск: НМетАУ, 2013. – 87 с. Содержит 11 заданий по темам: «растяжение – сжатие», «кручение», «изгиб прямых брусьев», «сложное сопротивление», «устойчивость равновесия деформируемых систем», «статически неопределимые системы», «динамическая нагрузка» с примерами решения данных заданий. Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Сопротивление материалов». Предназначена для студентов механических специальностей заочной формы обучения в НМетАУ. . Содержание стр. Введение………………………………………………………………………...4 Общие методические указания………………………………………………..4 Методические указания к темам дисциплины………………………………..5 Т е м а 1. Основные понятия…………………………………………..........5 Т е м а 2. Растяжение и сжатие ………………………………………......5 Т е м а 3. Сдвиг………………. ………………………………………..........7 Т е м а 4. Кручение…………………………………………………………..8 Т е м а 5. Геометрические характеристики плоских сечений ….…...........9 Т е м а 6. Теория напряженного состояния и теория прочности ….….....10 Т е м а 7. Изгиб прямых брусьев ……………………………………........ 12 Т е м а 8. Сложное сопротивление …………………………………........ 13 Т е м а 9. Устойчивость равновесия деформируемых систем………........15 Т е м а 10. Расчет на прочность при напряжениях, циклически изменяющихся во времени……………………………………………........ 16 Т е м а 11. Динамическая нагрузка …………………………………........ 17 Т е м а 12. Статически неопределимые системы……………………........ 19 Указания о порядке выполнения контрольных заданий……………………..19 Контрольные задания ………………………………………………………….22 Литература………………………………………………………………………27 Приложение…………………………………………………………………......28 Методические указания и примеры выполнения расчетно-проектировочных работ (часть 1)…………………..………………40 Задача 1. Определение перемещений ступенчатого стержня...……........40 Задача 2. Расчет статически неопределимой стержневой системы..........42 Задача 3. Расчет вала на кручение………………….…………..……........46 Задача 5. Расчет статически определимых балок….…………..……........49 Задача 6. Расчет статически неопределимой однопролетной балки........55 Литература………………………………………………………………………60 Методические указания и примеры выполнения расчетно-проектировочных работ(часть 2) …………………………...………61 Задача 7. Расчет стержня на внецентренное сжатие…………..……........61 Задача 8. Построение эпюр внутренних усилий для пространственных брусьев с ломаной осью….……….......64 Задача 9. Изгиб с кручением брусьев круглого сечения….…...…….......66 Задача 10. Расчет стержня на устойчивость………….………...……........72 Задача 11. Расчет статически неопределимых стержневых систем методом сил……………………………………………………..75 Задача 12. Расчет на прочность при ударе……………………...……........81 Приложения…………………………………………………………………......84 Литература………………………………………………………………………87                                           ^ Каждый студент выполняет то количество контрольных работ, которое предусмотрено учебным графиком. Студенты всех механических специальностей выполняют две контрольные работы: в первую входят задачи №№ 1, 2, 3, 5, 6; во вторую – №№ 7,8,9,10,11,12.      З  адача № 1Стальной стержень (  МПа) находится под действием продольной силы  и собственного веса ( ).                                         МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНО–ПРОЕКТИРОВОЧНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ» ДЛЯ СТУДЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ (часть 1)                Задача 3 ^       Задача 5 ^                 Задача 6 ^                    МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНО–ПРОЕКТИРОВОЧНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ» ДЛЯ СТУДЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ (часть 2) Задача 7^Чугунный короткий стержень, поперечное сечение которого изображено на рис. 12, сжимается продольной силой  , приложенной в точке А. Требуется:
Рис.12 Решение: 1. Вычерчиваем заданное поперечное сечение в масштабе и определяем положение центра тяжести сечения С относительно выбранных вспомогательных осей  ,  , (рис. 1), на которых ось является осью симметрии сечения. Поскольку ось симметрии - одна из главных центральных осей, то координата центра тяжести  =0, и определению подлежит лишь одна координата  , которую вычисляем по формуле см,где площади прямоугольников равны соответственно:  см2, см2; – расстояние от центра тяжести  -ого элемента до вспомогательной оси :  см,  см.На чертеже показываем положение центра тяжести С всего сечения, проводим главные центральные оси  и  и определяем координаты точки А приложения силы :  см,  см.Определяем главные центральные моменты инерции поперечного сечения как алгебраическую сумму моментов инерции каждого элемента сечения относительно и  по формулам перехода к параллельным осям и  ,где  и  - осевые моменты инерции -го элемента сечения относительно собственных центральных осей, параллельных осям и ; выражения и для некоторых простых фигур приведены в табл. 1 (см. приложение); и  - расстояния между центральными осями элементов сечения и центральными осями всего сечения. см4, см4.Вычисляем квадраты радиусов инерции поперечного сечения относительно главных осей , по формулам: см2,  см2.Вычисляем отрезки  ,  , отсекаемые нейтральной линией на главных осях по формулам: см, см.По найденным значениям отрезков проводим нейтральную линию (рис. 1), с помощью которой устанавливаем, что наибольшее сжимающее напряжение будет в точке А, а наибольшее растягивающее напряжение - в точке В как в наиболее удаленных точках от нейтральной линии в сжатой и растянутой зонах поперечного сечения. Координаты этих точек в системе координат , :  =9 см,  =12,3 см и  =-9 см,  =-11,7 см.2. Из условия прочности для этих двух точек  , ,определяем величину допускаемой нагрузки  . В этих формулах каждое из слагаемых целесообразно подставлять со своим знаком, определяемым по характеру деформации бруса, а координаты точек брать по абсолютному значению. кН, кН.Окончательно из двух значений допускаемой нагрузки принимаем наименьшее, т.е. =181 кН.Задача 8 ^ На рис. 13 изображена в аксонометрии ось ломаного стержня круглого поперечного сечения, расположенная в горизонтальной плоскости и имеющая прямые углы в точках А и В. На стержень действует вертикальная нагрузка. Требуется:
Внутренние силовые факторы определяются методом сечений. Условимся в проведенном сечении ось  совмещать с осью стержня на рассматриваемом участке, оси и – с главными центральными осями инерции сечения (в круглом сечении все центральные оси являются главными).Для вычисления значений изгибающих и крутящих моментов в данном сечении необходимо составить алгебраические суммы моментов относительно этих осей всех внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения. Момент относительно оси равен крутящему моменту  , а моменты относительно осей и – соответственно изгибающим моментам  и  . При этом не вводятся какие-либо новые правила знаков в случае пространственного стержня, а лишь уточняются некоторые детали. Так, например, эпюры изгибающих моментов, как и ранее, строят на сжатых волокнах и ориентируют их таким образом, чтобы плоскость эпюры совпадала с плоскостью действия пары того изгибающего момента, для которого она построена (в данном примере – это вертикальные плоскости); знаки используются только в случае необходимости записать соответствующее уравнение, а на эпюрах они не указываются. Эпюра крутящих моментов не связывается с какой-либо определенной плоскостью. Знак крутящего момента считается положительным, если при взгляде в торец стержня в проведенном сечении видим его направленным по часовой стрелке. Рис. 13. Расчетная схема стержня с ломаной осьюРешение: 1. Последовательно на каждом из четырех участков стержня проводим сечение, рассматривая всякий раз ту часть стержня, которая расположена со стороны его свободного от закрепления конца (с тем, чтобы в расчете обойтись без определения опорных реакций). На рис. 13 показано принятое положение координатных осей в проведенных сечениях. Так как в горизонтальной плоскости изгибающих моментов нет, то на всех участках  =0. Составим выражения для изгибающих моментов  и крутящих моментов  : 1 участок  : ;  .2 участок  :  ;  .3 участок  : ; .4 участок  :  ; .Эпюры строим, вычисляя значения полученных выражений в характерных точках (в начале и на конце каждого участка), и лишь на первом участке, где имеется параболическая зависимость, требуется дополнительный анализ (рис. 14).  Рис. 14. Эпюры изгибающих (а) и крутящих (б) моментов 2. Из рассмотрения эпюр следует, что наиболее опасным сечением стержня является сечение в заделке. Величина расчетного момента в этом сечении по четвертой теории прочности равна:  .Задача 9 |
при заданных размерах сечения и допускаемых напряжениях для чугуна на сжатие 
=110 МПа и на растяжение 
=21 МПа. Исходные данные: 
=6 см, 
=6 см.Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Рабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «Сопротивление материалов» для студентов немеханических... | | Рабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «Теоретическая механика» для студентов немеханических... |
| Рабочая программа, методические указания и контрольные задания по дисциплине «Компьютерная графика» для студентов заочного факультета... | | Программа, методические указания и контрольные задания по дисциплине «Технология материалов» для студентов специальности 050601 /Сост.... |
| Рабочая программа, методические указания и индивидуальные задания к изучению дисциплины «Легированные стали и специальные сплавы... | | Программа, методические указания и контрольные задания по курсу «Статистика» для студентов заочного отделения экономических специальностей... |
| Рабочая программа, методические указания к изучению курса и контрольные задания "Кабельные и воздушные линии" для студентов 4 курса... | | Рабочая программа, методические указания и индивидуальные задания по дисциплине «Металлургия чугуна» для студентов по направлению... |
 | Рабочая программа, методические указания и индивидуальное задание к изучению дисциплины «Нагнетатели и тепловые двигатели» для студентов... | | Рабочая программа, методические указания и индивидуальные задания к изучению дисциплины “Физическая химия и аналитический контроль”.... |