close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Рабочая тетрадь

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГОУ СПО "Серафимовичский техникум механизации сельского хозяйства"
ШЕФАТОВА Е.А.
ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Рабочая тетрадь
для студентов очного и заочного отделения
Рекомендовано учебно-методическим объединением среднего
профессионального образования Волгоградской области Специальность___________________
Группа__________________________
ФИО студента___________________
г.Серафимович АННОТАЦИЯ.
Рабочая программа предназначена для студентов средних специальных учебных заведений изучающих, техническую механику.
Данная рабочая тетрадь может быть использована преподавателями для закрепления знаний студентов на семинарских занятиях, для самостоятельной работы студентов, для организации контроля знаний при дистанционном обучении.
СОДЕРЖАНИЕ.
Введение.........................................................................4
1. Основные положения................................................ 5
2. Растяжение и сжатие...................................................7
3. Срез и смятие......................................................... 12
4. Кручение............................................................... 14
5. Геометрические характеристики плоских сечений............ 19
6. Изгиб.....................................................................22
7. Сложное сопротивление.............................................28
8. Сопротивление усталости.......................................... 30
9. Прочности при динамических нагрузках........................ 32
10. Устойчивость сжатых стержней....................................33
Приложение 1................................................................................37
ВВЕДЕНИЕ.
Данная рабочая тетрадь содержит обучающие модули и проверочные задания по дисциплине "Техническая механика" для студентов вторых курсов средних специальных заведений очной и заочной формы обучения специальности 110301 "Механизация сельского хозяйства".
Данное пособие соответствует Государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки студентов по этим специальностям.
Содержание вопросов позволяет контролировать необходимый уровень знаний в соответствии с требованиями ГОС.
Пособие составлено таким образом, что охватывает все темы изучаемого раздела "Сопротивление материалов". Каждая тема содержит задания, которые направлены на формирование базовых знаний. Задачи творческого характера позволяют дифференцировать индивидуальную работу студента.
Рабочая тетрадь и задания в ней составлены в соответствии с учебниками по технической механике и сопротивлению материалов авторов А.И. Аркуша и А.А. Эрдеди, по сопротивлению материалов Г.М. Ицкович и Н.А. Бородин.
Задания могут быть использованы как для организации самостоятельной работы, так и для проведения тематического контроля.
Пособие содержит схемы, определения, которые могут быть использованы в качестве опорных при самоподготовке студентов и при анализе конспектов лекций.
Требования к оформлению: все записи в рабочей тетради должны быть выполнены ручкой и аккуратно.
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
1. Что называется прочностью, жесткостью, устойчивостью?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. В чем различие между упругими и пластическими деформациями?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. В чем различие между брусом, оболочкой, массивом?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. По каким признакам и как классифицируются нагрузки в сопротивлении материалов?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Какие допущения о свойствах материалов и характере деформаций приняты в сопротивлении материалов?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. В чем заключается метод сечений? Укажите в процессе применения этого метода последовательность операций.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Что в сопротивлении материалов называют внутренними силовыми факторами? Сколько в общем случае может возникнуть внутренних силовых факторов?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Запишите систему уравнений, используемую при определении внутренних силовых факторов в сечении?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Какие возможны виды деформации тела и как они связаны с внутренними силовыми факторами?
________________________________________________________________________________________________________________________________
10. Что называют механическим напряжением? В каких единицах его измеряют?
________________________________________________________________________________________________________________________________
11. Какое напряжение называют нормальным, какое - касательным? Как они обозначаются?
____________________________________________________________________________________________________________________________________
2. РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ.
Растяжение (сжатие) - это такой вид нагружения, при котором в поперечных сечениях прямого бруса возникает только один внутренний силовой фактор - продольная сила N.
Правило определения продольной силы при растяжении(сжатии)
Продольная сила N в произвольном поперечном сечении равна алгебраической сумме внешних сил, действующих на оставленную часть бруса. При этом, если внешняя сила направлена от сечения, то ей присваивается знак "+", если к сечению - "-". Всегда растяжение считается положительным процессом, а сжатие - отрицательным.
Напряжения при растяжении(сжатии).
При растяжении (сжатии) в поперечных сечениях бруса возникают только нормальные напряжения s, которые распределяются по сечению равномерно, поэтому они определяются по формуле
, (1)
где А- площадь поперечного сечения в мм2, N - продольная сила в Н.
Деформации и перемещения.
При растяжении (сжатии) брус все участки бруса удлиняются или укорачиваются, а все сечения получают перемещения.
При упругих деформациях справедлив закон Гука: нормальные напряжения прямо пропорциональны относительному удлинению данного участка:
(2)
Коэффициентом пропорциональности является модуль упругости Е, имеющий ту же размерность, что и напряжение, МПа. Модуль упругости характеризует жёсткость материала. e - относительное удлинение участка, равное отношению абсолютного удлинения к первоначальной длине, (3).
Из приведённых зависимостей выводится формула для определения абсолютного удлинения участка
(4)
Произведение АЕ условно называют жёсткостью сечения бруса. Соответственно, жёсткость сечения зависит от размеров сечения и материала бруса.
Отношение называется жёсткостью бруса, т.е. жёсткость бруса зависит от материала, размеров сечения и длины бруса.
Условие прочности при растяжении (сжатии) рабочее напряжение должно быть меньше или равно допускаемому напряжению  р, (5)
1.Какие внутренние силовые факторы возникают в сечении бруса при растяжении и сжатии?
________________________________________________________________
2. Запишите формулу для расчета нормальных напряжений при растяжении и сжатии.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Как изменится величина напряжения, если площадь поперечного сечения возрастает в 4 раза?
________________________________________________________________
4. В чем заключается гипотеза плоских сечений (Бернулли)?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. В чем заключается принцип Сен- Венана?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Что называют абсолютной и относительной линейными деформациями?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Что характеризует коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона)?
8. Стальной стержень длиной 1,5 м вытянулся под нагрузкой на 3 мм. Чему равно относительное удлинение? Чему равно относительное сужение? (μ = 0,25)
9.Сформулируйте закон Гука. Каков физический смысл модуля продольной упругости Е?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10.Что называют пределом пропорциональности, упругости, текучести, прочности материала?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
11.Что такое "предельное напряжение" и что такое "расчетное напряжение"?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
12. Что такое допускаемое напряжение и как оно выбирается в зависимости от свойств материалов?
____________________________________________________________________________________________________________________________________
13. Какие системы называют статически неопределимыми? Как установить степень статической неопределимости системы?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
14. В какой последовательности рассчитывают статически неопределимые системы? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
15. Стальной стержень круглого сечения диаметром d =30 мм растягивается силой F = 80 кН. Проверить прочность стержня, если его предел текучести пред = т = 300 н/мм2 и требуемый коэффициент запаса прочности  n  = 1,5
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
16. Стальной образец растягивается силой F = 30 кН. Удлинение участка длиной l =100 мм составило l = 5,12 мм. Определить площадь поперечного сечения образца и величину нормального напряжения.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. СРЕЗ И СМЯТИЕ.
Срез - это такой вид нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор - поперечная сила Q.
Напряжения при срезе.
При срезе в поперечных сечениях бруса возникают только касательные напряжения , которые распределяются по сечению равномерно, поэтому они определяются по формуле
 = Q/А (6)
Условие прочности при срезе рабочее напряжение должно быть меньше или равно допускаемому напряжению
 = Q/А   (7)
Напряжения при смятии.
Давления, возникающие между поверхностями отверстий и соединительных деталей называют напряжениями смятия и обозначают см.
Расчет на смятие носит условный характер и ведется в предположении, что силы взаимодействия между деталями равномерно распределены по поверхности контакта и во всех точках нормальны к этой поверхности.
Условие прочности при смятии : рабочее напряжение должно быть меньше или равно допускаемому напряжению, т.е.
см = F/Асм  см, (8)
Асм - суммарная площадь смятия с одной стороны от оси соединительных элементов.
1. Какие внутренние силовые факторы возникают при срезе и смятии?_________________________________________________________________________________________________________________________
2. Какие допущения положены в основу практических расчетов элементов конструкций на срез и смятие?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Указать единицы измерения напряжений среза и смятия и модуля упругости._______________________________________________________
4. Записать условие прочности на срез и смятие.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Чем отличается расчет на прочность при срезе односрезной заклепки от двухсрезной?
________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Определить требуемый диаметр заклепки в нахлесточном соединении, если передающаяся сила Q = 100 кН, толщина листов  = 10 мм. Допускаемые напряжения на срез  = 100 Н/мм2, на смятие см = 200 Н/мм2. Число заклепок в соединении z = 4.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. КРУЧЕНИЕ.
Кручение - это такой вид нагружения, при котором в поперечных сечениях бруса возникает один внутренний силовой фактор - крутящий момент Мк.
Правило определения крутящего момента
Крутящий момент в сечении вала численно равен алгебраической сумме внешних (вращающих) моментов, расположенных по одну сторону от сечения.
Крутящий момент полагаем положительным, если при взгляде со стороны сечения результирующий момент внешних пар, приложенных к рассматриваемой части бруса, будет направлен против часовой стрелки, и наоборот.
Напряжения при кручении.
При кручении в точках поперечного сечения бруса возникают только касательные напряжения , перпендикулярные радиусу, соединяющему эти точки с осью кручения.
 = Мк / Wр ( 9)
где Wр - полярный момент сопротивления сечения, равен отношению полярного момента инерции сечения к его радиусу.
Деформации при кручении.
Если крутящий момент и поперечное сечение постоянны в пределах каждого участка, полный угол закручивания прямо пропорционален крутящему моменту, длине цилиндра и обратно пропорционален жесткости сечения при кручении.
 = Мкl / GIр (10)
где GIр - жесткость сечения при кручении
Условие прочности при кручении: рабочее напряжение должно быть меньше или равно допускаемому напряжению, т.е.
 = Мк / Wр   (11)
Условие жесткости при кручении: рабочий единичный угол закручивания должен быть меньше или равен допускаемому углу закручивания, т.е.
0 = Мк / GIр  0 (12)
где 0 - относительный угол закручивания вала длиной 1 м, рад/м
0 - допускаемый относительный угол закручивания, рад/м
1. При каком нагружении возникает кручение бруса?
________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Как вычисляют значение крутящего момента в поперечном сечении вала? С какой целью строят эпюры крутящих моментов?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Какие допущения положены в основу вывода формулы для касательных напряжений, возникающих в поперечном сечении вала при кручении?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. В каких точках бруса круглого сечения возникают наибольшие касательные напряжения? Как их вычисляют?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. По каким формулам вычисляют полярные моменты инерции и сопротивления для круглого и кольцевого сечения? В каких единицах измеряются?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Как распределяются касательные напряжения при кручении? Чему равно напряжение в центре круглого поперечного сечения?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Как определить угол закручивания вала?
________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Условие прочности и условие жесткости для валов при кручении.
________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Как изменится напряжение, если диаметр вала увеличится в два раза?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10. Проведены расчеты на прочность и жесткость. Получено: диаметр вала из расчета на прочность 65 мм, диаметр вала из расчета на жесткость 70 мм. Каким должен быть вал?
________________________________________________________________________________________________________________________________
11. Как изменится угол закручивания вала, если крутящий момент увеличить в 4 раза, а диаметр уменьшить в 2 раза?
________________________________________________________________________________________________________________________________
12. Из расчетов на прочность и жесткость определить потребный диаметр вала для передачи мощности 63 кВт при скорости 30 рад/с. Материал вала - сталь, допускаемое напряжение при кручении 30 МПа; допускаемый относительный угол закручивания о = 0,02 рад/м; модуль упругости при сдвиге G = 0,8.105 МПа.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
13. Какие напряжения возникают в сечении витка цилиндрической винтовой пружины, нагруженной осевой силой? Как они определяются?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
14. Как вычислить осадку цилиндрической винтовой пружины?
________________________________________________________________________________________________________________________________
15. Стальная пружина изготовлена из проволоки d = 5 мм. Средний диаметр пружины D = 40 мм, число витков n = 8, G = 8.1010 Па. Проверить прочность пружины, если
 = 400 Мпа, и определить ее осадку при действии силы
F = 400 Н.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛОСКИХ СЕЧЕНИЙ.
1. Как определяют координаты центра тяжести сечения?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Почему статический момент сечения относительно центральной оси равен нулю?
__________________________________________________________________________________________________________________________
3. Что такое осевой, полярный и центробежный моменты инерции сечения? Какова их размерность?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Чему равны осевые моменты инерции и сопротивления круглого и кольцевого сечений относительно центральных осей?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Диаметр сплошного вала увеличили в 2 раза. Во сколько раз увеличатся осевые моменты инерции?____________________________
6. Осевые моменты сечения равны соответственно Iх = 2,5 мм4 и Iу = 6,5 мм4. Определить полярный момент сечения.
__________________________________________________________________________________________________________________________
7. Осевой момент инерции кольца относительно оси Ох Iх = 4 см4. Определить величину Iр._
__________________________________________________________________________________________________________________________
8. Как изменяются осевые моменты инерции при параллельном переносе осей?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Какие свойства имеют главные центральные моменты инерции сечения?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10. Как определяют главные моменты инерции сложных сечений, имеющих оси симметрии?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. ИЗГИБ
Изгиб - это такой вид нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает внутренний силовой фактор - изгибающий момент.
Правило определения поперечной силы и изгибающего момента.
Поперечная сила Qу в произвольном поперечном сечении балки численно равна алгебраической сумме всех внешних сил (включая реакции опор), действующих поперек оси балки по одну сторону от сечения.
При вычислении поперечной силы в некотором сечении внешние силы, расположенные слева от сечения и направленные вверх или расположенные справа от сечения и направленные вниз, следует считать положительными.
Изгибающий момент Мх в произвольном сечении балки численно равен алгебраической сумме моментов всех внешних сил, расположенных по одну сторону от сечения, относительно его центра тяжести.
При вычислении изгибающего момента в некотором сечении моменты внешних сил, расположенных слева от сечения, направленные по часовой стрелке, или моменты внешних сил, расположенных справа от сечения, направленные против часовой стрелки, считают положительными. Напряжения при изгибе.
При деформации изгиба возникает нормальное напряжение. Напряжения одинаковы в сечении балки по ширине, но изменяются по высоте балки.
и = Ми/Wх (13)
где Wх - осевой момент сопротивления сечения, равен отношению осевого момента инерции поперечного сечения относительно нейтральной оси к расстоянию от этой оси до наиболее отдаленного волокна.
Деформации и перемещения при изгибе.
Каждое сечение балки при изгибе перемещается перпендикулярно ее оси и поворачивается вокруг нейтральной линии сечения на некоторый угол  (рис. 1). Линейное перемещение  центра тяжести сечения называют прогибом. Наибольший прогиб принято обозначать f .
Так как при повороте сечение остается перпендикулярным к изогнутой оси балки, угол поворота  равен углу между первоначально прямолинейной осью и касательной к изогнутой оси в данной точке.
Условие прочности при изгибе: рабочее напряжение должно быть меньше или равно допускаемому напряжению:
и = Ми max/Wх   (14)
Условие жесткости при изгибе: рабочее линейное или угловое перемещение должно быть меньше или равно допускаемому линейному или угловому перемещению:
f  f ; (15) max   (16)
1. Какую плоскость называют силовой?
__________________________________________________________________________________________________________________________
2. Какой изгиб называют чистым, поперечным, прямым и косым?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Какие силовые факторы возникают в сечении балки при чистом изгибе?
_____________________________________________________________
4. Какие силовые факторы возникают в сечении при поперечном изгибе?
__________________________________________________________________________________________________________________________
5. Как определить значения поперечной силы и изгибающего момента в произвольном сечении балки?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6.Как определить знаки поперечной силы и изгибающего момента?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Какими зависимостями связаны изгибающий момент, поперечная сила и интенсивность распределенной нагрузки? Как эти зависимости используют при проверке правильности построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Как изменяется поперечная сила в сечении балки, к которому приложена сосредоточенная сила? Как изменяется значение изгибающего момента в сечении балки, в которому приложен сосредоточенный момент?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Какие допущения положены в основу вывода формулы для определения нормальных напряжений при изгибе?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
11. Как распределяются нормальные напряжения по перечному сечению балки? В каких точках сечения они достигают наибольшего значения?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
12. Что представляет собой нейтральная линия сечения? Как определить ее положение?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
13. В каких точках поперечного сечения возникают при поперечном изгибе балки наибольшие касательные напряжения? Как их определить?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
14. Написать формулы для определения момента инерции и момента сопротивления для прямоугольника. Что характеризуют эти величины? Указать единицы измерения этих величин.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
15. Написать условие прочности при изгибе.
__________________________________________________________________________________________________________________________
16. Подобрать размеры поперечного сечения балки в виде швеллера. Максимальный изгибающий момент 15 кН.м; допускаемое напряжение материала балки 160 МПа.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
17. Какие формы поперечных сечений являются рациональными для балок из пластичных материалов?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
18. Сравнить моменты сопротивления двух сечений одинаковой площади: двутавра №10 и круга.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. СЛОЖНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
1. Что называют напряженным состоянием в точке тела?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Какие напряжения называют главными?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Какие существуют типы напряженного состояния в точке тела, чем они различаются?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Чем характеризуется деформированное состояние в точке?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. В каких случаях возникают предельные напряженные состояния у пластичных и хрупких мтериалов?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Что такое эквивалентное напряжение?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7.Поясните назначение теорий прочности?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Напишите формулы для расчета эквивалентных напряжений при расчетах по теории максимальных касательных напряжений и теории энергии формоизменения.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ.
1. Что называют усталостью материалов? В чем заключается физические причины усталости металлов?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Почему многие детали машин имеют ограниченный срок службы?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Как по виду излома детали узнать, что ее разрушение произошло от усталости?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Что называют циклом напряжений?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Какие циклы называют симметричными и отнулевым?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Что такое предел выносливости?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. В чем заключается явление концентрации напряжений? В каких местах детали возникает концентрация напряжений?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Почему на предел выносливости детали влияет шероховатость ее поверхности?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. ПРОЧНОСТЬ ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ.
1. На каком принципе основан расчет на прочность деталей с учетом сил инерции? В чем этот принцип заключается?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. На каких допущениях основан расчет деталей на прочность при ударе?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Как определить динамический коэффициент при внезапном приложении к детали нагрузки?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10. УСТОЙЧИВОСТЬ СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ
Продольным изгибом называется изгиб первоначально прямолинейного стержня вследствие потери устойчивости под действием центрально приложенных продольных сжимающих сил.
Правило определения критической силы при продольном изгибе.
Наибольшее значение центрально приложенной сжимающей силы Fкр при котором стержень еще устойчиво сохраняет прямолинейную форму равновесия, называют критическим.
Критическую силу определяют по формуле Эйлера:
Fкр = 2ЕImin / (l)2 (17)
где Е - модуль упругости первого рода;
Imin- минимальный осевой момент инерции сечения;
 - коэффициент приведения длины;
l - длина стержня
Критическое напряжение - напряжение сжатия, соответствующее критической силе.
кр = 2Е / 2 (18)
где  = l / i min - гибкость стержня
i min =  Imin/А - минимальный радиус инерции сечения
Условие применимости формулы Эйлера. При гибкости стержня меньше предельной формула Эйлера для определения критической силы неприменима.
   пред (19)
где  пред = 2Е/ пц - предельная (наименьшая) гибкость стержня
 пц - предел пропорциональности
Если гибкость стержня меньше предельной, расчет стержня на устойчивость выполняют по эмпирической формуле Ясинского
кр = а - в (20)
где а и в - коэффициенты, зависящие от материала.
Условие устойчивости сжатых стержней: рабочий коэффициент устойчивости должен быть больше или равен допускаемому коэффициенту устойчивости
nу = Fкр /Fсж  nу (21)
где nу - допускаемый коэффициент устойчивости;
nу - рабочий коэффициент устойчивости.
Вторая форма условия устойчивости: критическое напряжение должно быть меньше или равно пределу пропорциональности
кр = 2Е / 2   пц (22)
где  пц - предел пропорциональности, который характеризует упругие свойства материала, подчиняющиеся закону Гука.
1. В чем заключается потеря устойчивости сжатого стержня?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Что называют гибкостью стержня, какой смысл заложен в этом названии? Назовите категории стержней в зависимости от гибкости.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Какую силу при расчете на устойчивость называют критической?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Написать формулу Эйлера для расчета критической силы и назвать входящие величины и их единицы измерения.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Почему существуют ограничения в применении формулы Эйлера? В чем они заключаются?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Как определить критическое напряжение по Ясинскому?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. В чем заключается условие устойчивости сжатого стержня?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Как влияет закрепление концов стержня на критическое значение силы?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Проверить устойчивость стержня. Стержень длиной 1 м защемлен одним концом, сечение - швеллер №16, материал - Ст - 3, запас устойчивости трехкратный. Стержень нагружен сжимающей силой 82 кН.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Приложение 1
СВОДНАЯ ТАБЛИЦА РАСЧЕТОВ
НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКРОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ
С КРУГЛЫМ СЕЧЕНИЕМ
Вид
деформации
Вид расчета
Проверочный
Проектный Проверочно -
уточненный
Растяжение
Расчет на прочность
σр = 4F / πd2 ≤ [σр]
d ≥ √ 4F / π[σp]
F ≤ πd2[σр] / 4
Срез
τср = 4F / πd2nm ≤ τср]
d ≥ √4F / πnm[τcр]
F ≤ πd2nm[τср] / 4
Смятие
σсм = F / dδ/*m ≤ [σсм]
d ≥ F / δm[σсм]
F ≤ dδm[σсм]
Изгиб
σи = Fl / 0,2d3 ≤ [σи]
d ≥ 3√ Fl / 0,2[σи]
F ≤ 0,2d3[σи] / l
Кручение
τкр = 9,55Р106 / 0,2d3n ≤ [τкр]
τкр = Р106 / 0,2d3ω ≤ [τкр]
d ≥ 3√9,55Р106 / 0,2n[τкр],мм
d ≥ 3√Р106 / 0,2ω[τкр],мм
Р ≤ 0,2d3n[τкр] / 9,55.106,кВт
Р ≤ 0,2d3ω[τкр] / 106, кВт
Расчет на жесткость
φо= 9,55Р106 / 0,1d4Gn ≤ [φо]
φо= Р106 / 0,1d4Gω ≤ [φо]
d ≥4√ 9,55Р106/ 0,1Gn[φо], мм
d ≥ 4√ Р106 / 0,1Gω[φо],мм
Р≤ 0,1d4Gn[φо]/9,55 .106, кВт
Р ≤ 0,1d4Gω[φо] / 106, кВт
2
Автор
profobrazovanie
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1 515
Размер файла
180 Кб
Теги
тетрадь, рабочая
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа