Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 "Монтаж,




НазваниеМетодические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 "Монтаж,
страница8/19
Дата публикации10.04.2013
Размер3.27 Mb.
ТипМетодические указания
skachate.ru > Математика > Методические указания
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   19

^ 16. Сколько различных видов расчета можно произвести с помощью условия прочности?

17. При проверке прочности различных элементов конструкции, для материала которых допускаемое напряжение принято 160 МПа, фактические расчетные напряжения оказались равными 100, 150, 160, 165 и 175 МПа. Какой из перечисленных случаев соответствует:

а) недостаточной прочности;

б) недостаточной экономичности; в) достаточной прочности и экономичности?


Рис. 4

18. Для бруса (рис. 3,а.) определить диаметр, считая его по всей длине постоянным. Допускаемое напряжение для материала (сталь СтЗ) принять равным 160 МПа.

^ 19. Оп­ределить допускаемое значение нагрузки Р (рис.5) по условию прочности стержня СД, выполненного из стальной полосы сечением БХЮ мм. Принять [σ]=160 МПа, АВ=0,2 и ВС=З м. Определить также удлинение стержня, приняв СД=0,3 м и модуль продольной упругости материала Е=200 ГПа.



К теме «Кручение».

1. Какая существует взаимосвязь между модулем сдвига О и модулем продольной упругости Е для стали?

2. При каком нагружении (растяжении или кручении) жесткость одного и того же материала больше?

3. Как нужно нагрузить прямой брус, чтобы

Рис.5 он испытывал только кручение?

4. Какая разница между крутящим и скручивающим или вращающим моментами?

5. Чему должна быть равна алгебраическая сумма вращающих моментов для равномерно

вращающегося вала?



6. Выберите из приведенных на рис.6 (а... г) эпюр крутящих моментов ту, которая соответствует схеме нагружения вала. Приведите схемы нагружения вала, которые будут соответствовать остальным эпюрам крутящих моментов.

7. Как распределяются напряжения по поперечному сечению при кручении?

8. Какая геометрическая характеристика сечения характеризует при кручении:

а) его прочность; б) его жесткость?

9. Зависит ли напряжение, возникающее при кручении: а) от материала бруса; б) от формы поперечного сечения (круг или кольцо)?

10. Зависит ли угол закручивания сечения: а) от материала бруса; б) от формы поперечного сечения?

11. Во сколько раз изменится угол закручивания бруса, если при прочих равных условиях:

а) увеличить длину бруса в два раза; б) увеличить диаметр бруса в два раза? Как отразятся подобные изменения на прочности бруса?

^ 12. Какие точки попереч­ного сечения являются опасными при кручении бруса? Для каких точек сечения напряжение вычисляется по формуле τ = Мk/Wр (рис.7)?

13. На рис.4 (а...б) показаны выполненные из одинакового материала брусья круглого и кольцевого сечении, причем площадь сечений одинакова. Какой брус окажется прочнее при кручении?

14. Определить диаметр вала (см. рис. 6, а), считая его по всей длине постоянным. Принять

[т] = 40 МПа.
К теме «Изгиб».

1. Как нужно нагрузить прямой брус, чтобы он испытывал только прямой изгиб?

2. Чему равна поперечная сила при чистом изгибе?

3. Определите, изгибающий момент в каждом из показанных сечений балки (рис.8 ).

4. Выберите из приведённых на рис.9 (а... г) эпюр изгибающих моментов ту, которая соответствуют схеме погружения балки. Приведите схемы нагружения балки, которые будут соответствовать остальным эпюрам изгибающим моментов.

5. Как распределяются нормальные напряжения по поперечному се­чению при изгибе?

6. Какая геометрическая характеристика сечения характеризует его прочность при изгибе?

7. Зависит ли возникающее при изгибе нормальное напряжение: а) от материала балки; б) от формы поперечного сечения?

^ 8. Относительно какой оси повернется поперечное сечение балки и какая ось сечения будет нейтральной, если балка нагружена силой по направлению оси у?

9. Какие точки поперечного сечения балки являются опасными? Для каких точек сечения нормальные напряжения вычисляют по формуле σ = Ми/W (рис10)?












10. Во сколько раз изменится прочность балки, если при прочих равных условиях:

а) увеличить диаметр балки в два раза; б) увеличить в два раза длину консольной балки, нагруженной силой на конце консоли (консольной называется балка с опорой в виде заделки)?
11. На (рис. 4) показаны выполненные из одинакового материала балки различной формы, но одинаковой площади поперечного сечения. Какая балка окажется прочнее при изгибе в вертикальной плоскости? Расположите балки в порядке возрастания их прочности

^ 12. Для балки (рис. 8) подберите ее диаметр, приняв [σ] =160 МПа.
К теме «Изгиб и кручение».
1. На (рие.6) показан равномерно вращающийся в подшипниках вал, на котором жестко закреплены зубчатые колеса 1, 2 и шкив 3. Какие из показанных внешних сил соответствуют нагружению: а) кручения, б) изгиба в вертикальной плоскости; в) изгиба в горизонтальной плоскости?

2. Какие точки поперечного сечения вала, испытывающего кручение и изгиб, являются опасными? Для каких точек сечения эквивалентные напряжения вычисляют по формуле:
σэкр=Мэ/Wх (рис.11)

3. Во сколько раз изменится прочность вала, испытывающего кручение и изгиб, если его диаметр увеличить в два раза?

4. Вычислите эквивалентный момент по теории наибольших касательных напряжений, приняв для опасного сечения вала Ми = 400 Н·м и Мк = ЗОО Н·м.

Определите диаметр вала, приняв [σ] = 100 МПа.


К теме «Устойчивость сжатых стержней».
1. Какую форму приобретает центрально-сжатый стержень, если сжимающая его сила больше критической?

2. Какой из стержней (рис.12 а,б,в), выполненных из одинакового материала, одинаковой длины и поперечного сечения, потеряет устойчивость при меньшей сжимающей силе?

3. При какой гибкости стержня применима формула Эйлера для подсчета критической силы?

4. Во сколько раз изменится критическая сила для стержня большой гибкости, если: а) длину стержня уве­личить в два раза; б) диаметр стержня уменьшить в два раза?

5. На рис.(13, а...в) показаны поперечные сечения трех сжатых стержней. Для стержня, какого сечения (круг или кольцо) при равной площади сечения и прочих равных условиях критическая сила больше? Вокруг какой оси (х или у) повернется прямоугольное сечение при потере стержнем устойчивости? В какой главной плоскости (хΖ или уΖ) изогнется при этом стержень? Какое сечение (круг, кольцо или прямоугольник) менее рационально с точки зрения устойчивости стержня?

^ 6. Определите критическую силу для стержня (рис.12.в) длиной 1,5 м, квадратного сечения

20х20 мм и выполненного из стали СтЗ. Модуль продольной упругости материала Е = 200 ГПа.
К теме «Расчет на усталость».

1. В каких случаях детали машин и механизмов, а также элементы конструкций рассчитывают на усталость?

2. Какая механическая характеристика материала определяет его сопротивление переменным напряжениям?

3. Влияют ли конструктивные особенности детали: а) на ее статическую прочность (т. е. прочность при постоянных во времени напряжениях); б) на прочность при переменных во времени напряжениях?

4. Какой цикл изменения напряжений (симметричный или от нулевой) более опасен с точки зрения потери прочности детали?

^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1
Приступая к контрольной работе, в которой выполняются в основном расчеты деталей и конструкций на прочность, прежде всего, необходимо повторить из раздела «Статика» методику определения реакций связей стержневых конструкций и балок. Затем, изучив соответствующий учебный материал, следует получить четкое представление о методе сечений для определения внутренних силовых факторов, о видах нагружения бруса, напряжениях, условии прочности и видах расчетов на прочность. В противном случае успешное решение задач контрольной работы невозможно.

Напомним общий для всех видов нагружения бруса порядок выполнения расчета на прочность:

1. С помощью метода сечений по виду и расположению нагрузок, к которым относятся как активные, так и реактивные внешние силы и моменты, останавливают вид внутренних си­ловых факторов, возникающих в поперечных сечениях бруса, и делают вывод о виде нагружения бруса.

В случаях, когда плоскости действия внешних моментов совпадают с координатными плоскостями, а линии действия внешних сил с координатными осями, установление вида нагружения бруса не вызывает особых затруднений. Напоминаем, что координатные оси се­чения совмещены с его главными центральными осями.

2. С помощью метода сечений определяют значение и знак внутренних силовых факторов во всех сечениях по длине бруса, строят их эпюры и отыскивают опасное сечение бруса.

Внутренний силовой фактор (ВСФ) в произвольном поперечном сечении бруса численно равен алгебраической сумме соответствующих нагрузок (Н), действующих на оставленную для рассмотрения часть бруса: ВСФ = ∑∙H. Установленное в статике для сил и моментов правило знаков при определении ВСФ неприменимо. Для каждого вида ВСФ устанавливается собственное правило знаков, отражающее обычно характер деформирования бруса. Не следует забывать, что при построении эпюры любого ВСФ должно соблюдаться следующее общее правило, вытекающее из метода сечений: ВСФ в сечении, в котором приложена соответствующая сосредоточенная нагрузка, изменяется «скачком» на значение этой нагрузки.

3. По виду ВСФ устанавливают вид напряжения, возникающего в точках опасного поперечного сечения, закон его распределения по сечению и вид геометрической характеристики прочности сечения (ГХП).

Расчетное напряжение (максимальное напряжение в опасной точке опасного сечения бруса) определяют как отношение ВСФ/ГХП.

В случае равномерного распределения напряжении но поперечному сечению в качестве ГХП применяется площадь сечения А (форма сечения значения не имеет), в случае неравномерного распределения напряжении - момент сопротивления W (характеризует как площадь, так и форму сечения).

4. Из условия прочности бруса определяют требуемое значение искомой величины. Условием прочности при расчете по допускаемому напряжению называют неравенство вида σ ≤ [σ] или

τ [τ], где [σ] и [τ] - допускаемое напряжение, зависящее от механических характеристик материала бруса и принятого коэффициента запаса прочности; σ и τ - расчетное напряжение. Сказанное выше иллюстрирует табл. 3.

При решении задач следует строго соблюдать требования Международной системы единиц (СИ) (подробнее см. «Указания по применению единиц физических величин»).

К задачам 1...10. К решению этих задач следует приступать после изучения тем «Основные положения» и «Растяжение—сжатие», уяснения приведенных ниже методических указаний и разбора примеров.

Растяжением (сжатием) называют такой вид нагружения бруса, при котором в его поперечных сечениях возникает только один внутренний силовой фактор — продольная сила N, Продольная сила в произвольном поперечном сечении бруса численно равна алгебраической сумме внешних сил, действующих на оставленную часть: N = ∑Fi (имеется в виду, что все внешние силы направлены по центральной продольной оси бруса).



^ Вид нагружения*

Внутренние силовые факторы (ВСФ)

Распределение напряжений по перечному сечению

Растяжение Сжатие





Кручение





Изгиб






*Рассмотрены только случаи простого нагружения.
Виды ВСФ
N продольная сила

Q—поперечная сила

Миизгибающий момент
Мк—крутящий момент

Таблица №3



Опасная точка сечения

Геометрическая характеристика прочности сечения (ГХП)

Расчетное напряжение Равное ВСФ/ГХП

Условие прочности


Любая точка сечения

Площадь А

σ=Ν/ А

σ≤[σ]

Любая точка контура сечения

Полярный момент сопротивления Wp


τ=Mk/Wp

τ≤[τ]

Точки контура сечения, максимально удалённые от нейтральной оси

Осевой момент сопротивления Wх

σ=Mu/Wх

σ≤[σ]


Установим следующее правило знаков: внешняя сила, направленная от сечения, считается положительной (т. е. дает положительную растягивающую продольную силу); в противном случае внешняя сила отрицательна (рис. 14).


Рис.14 Рис.15
Поясним изложенное на примере (рис. 15). В сечении 1—1 продольная сипа NI = 5 Н (на этом участке имеет место растяжение бруса); в сечении 2—2 продольная сила NII = 5 + 3 = 8 Н (растяжение); в сечении 33 продольная сила NIII = 5 + 3 - 15 = -7 Н (сжатие). Определяя продольную силу, мы отбрасывали правую от сечения часть бруса и оставляли для рассмотрения левую часть, т. е. вели расчет с левого конца бруса. Легко убедиться, что при расчете с правого конца бруса получим те же результаты. Для реального, закрепленного одним концом бруса расчет целесообразно вести со свободного конца (чтобы избежать определения опорной реакции).


1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   19

Похожие:

Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников...
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования...
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconБизнес-планирование Методические указания к выполнению контрольной...
Составитель: преподаватель экономических и бухгалтерских дисциплин Юферова Любовь Владимировна
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников...
«Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconМетодические указания по выполнению практических работ для студентов...
Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников...
Методические указания и контрольные задания разработаны по программе, утвержденной
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconМетодические указания и контрольные задания для студентов заочников...
Негосударственное образовательное учреждение среднего профессионального образования
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconПрограмма, методические указания и контрольные задания для студентов...
Методические указания предназначены для студентов специальности 230113 «Компьютерные системы и комплексы». Настоящие указания составлены...
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconМетодические указания составлены в соответствии с примерной программой...
...
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconМетодические указания и контрольные задания Для студентов заочников...
Составитель: преподаватель дисциплины «Налоги и налогообложение» Прожилова Лидия Владимировна
Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования специальности 2913 \"Монтаж, iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников...
Автоматизация и телемеханизация объектов нефтяных, газовых и газоконденсатных промыслов

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница