Учебно – методический комплекс дисциплины

Л.П. ШАТОХИНА,

А. Н. МОРОЗОВ

Прикладная механика.

СБОРНИК ЗАДАНИЙ ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ

КРАСНОЯРСК

2012

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Красноярский институт железнодорожного транспорта ̶

филиал ГОУ ВПО

«Иркутский государственный университет путей сообщения» в г. Красноярске

Л.П. ШАТОХИНА, А. Н. МОРОЗОВ

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА.

СБОРНИК ЗАДАНИЙ ПО СОПРОТИВЛЕНИЮ МАТЕРИАЛОВ

Учебное пособие

Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 190401.65 «Эксплуатация железных дорог»

КРАСНОЯРСК

КрИЖТ ИрГУПС

2012

УДК 621.8

Ш 28

Рецензенты:

А. Е. Митяев, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Прикладная механика» ПИ СФУ;

Н. А. Кокорин, канд. техн. наук, доцент кафедры «Прикладная механика» СибГТУ;

УДК 621.8

Ш 28

Шатохина Л. П.,

Прикладная механика. Сборник заданий по сопротивлению материалов : Сборник заданий : Учебное пособие / Л.П. Шатохина,

А. Н. Морозов ; под общей ред. Л.П. Шатохиной ; КрИЖТ ИрГУПС. ̶

Красноярск; КрИЖТ ИрГУПС, 2012. - 125 с.

Сборник содержит задачи для самостоятельного решения по дисциплине «Прикладная механика» раздела «Основы сопротивления материалов». Даны краткие теоретические сведения и рассмотрены примеры решения задач.

Составлен в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для студентов специальности 190401.65 «Эксплуатация железных дорог».

Рекомендовано к печати методическим советом КрИЖТ ИрГУПС

Печатается в авторской редакции

© Шатохина Л. П., © Морозов А. Н., 2012

© Красноярский институт

железнодорожного транспорта 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Предисловие……………………………………………………... …4

Задача 1. Проектный расчёт стержневой системы……………….6

Задача 2. Проверочный расчёт бруса …………………………...17

Задача 3. Проектный расчёт вала при кручении………………..26

Задача 4. Проверочный расчёт консольной балки………………37

Задача 5. Проектный расчёт двухопорной балки………………..47

Задача 6. Подбор диаметра вала приизгибе кручением………57

Задача 7. Эпюры внутренних усилий в плоской раме………… 66

Задача 8. Определение допускаемой угловой скорости рамы при равномерном вращении …………………………74

Задача 9. Определение допускаемой высоты падения груза на балку ……………………………………………………83

Задача 10. Расчёт на устойчивость центрально сжатого стержня…….……………….………………………..93

Приложение…………………………………………………….108

Библиографический список…………………...……………..114

Предисловие

Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Прикладная механика» является важнейшей составляющей учебного процесса, так как способствует приобретению навыков технического расчёта и развитию инженерного мышления. Раздел «Основы сопротивления материалов» знакомит с основами расчёта на прочность и жёсткость элементов конструкций при простых и сложных нагружениях.

Целью данного пособия является рассмотрение методики расчёта при статическом и динамическом воздействии и с условиями устойчивости центрально сжатого стержня. Пособие содержит задачи по основным темам раздела: осевое растяжение-сжатие, кручение, плоский изгиб балок и рам, изгиб с кручением, динамические воздействия (учёт сил инерции и ударное нагружение), устойчивость центрально сжатого стержня. В пособии даны краткие теоретические основы решения задач и приведены примеры их решения.

В задачах рассматриваются схематизированные, часто встречающиеся элементы конструкций: стержни, балки, рамы. Задачи составлены таким образом, чтобы при меньшем объёме вычислений рассмотреть основные положения указанных тем. В условиях задач даны расчётные схемы, исходные значения и пронумерованные пункты задания. Объём самостоятельной работы студентов слагается из задач, выбранных преподавателем. По усмотрению преподавателя некоторые пункты задания могут быть опущены или заменены другими, а также могут быть даны индивидуальные задания научного и учебно-методического характера, составляющие НИРС. При выполнении самостоятельной работы студенту необходимо освоить соответствующий учебный материал по лекциям, учебникам и учебным пособиям [1 – 4]:

- построение эпюр внутренних силовых факторов;

- условия прочности при простом и сложном сопротивлении;

- вычисление перемещений методом Мора.

При выполнении самостоятельной работы необходимо знание и других дисциплин: математики, физики, начертательной геометрии и черчения, теоретической механики, материаловедения.

Оформление отчёта по самостоятельной работе выполняется в виде сборника решений задач и заданий на листах формата А4 (297210) в соответствии с требованиями ЕСКД к оформлению текстовых и графических работ. В сборник включается:

1-й лист – титульный лист (см. прил. 2 данного пособия);

2-й лист – содержание;

дальнейшие листы содержат описание решения задач и выполненного задания.

Сборник включает необходимые чертежи и расчёты. Текстовую часть нужно выполнять от руки, хорошо читаемым почерком, оставляя поля: слева, снизу и сверху – по 3 см, справа – 1 см. Обозначение тригонометрических функций, букв греческого и латинского алфавитов выполнять правильным начертанием (см. табл. П.1 Приложения к данному пособию). Все страницы сборника нужно пронумеровать. Номер страницы проставлять в правом нижнем углу.

На титульном листе записать тему работы: «Прикладная механика. Основы сопротивления материалов». На следующей строке указывается номера варианта и строки числовых данных из таблиц к задачам. Ниже – фамилия и инициалы студента, шифр его группы, на следующей строке – фамилия и инициалы преподавателя.

При оформлении задачи указать номер задачи и тему. Далее надо написать её условие и исходные данные, вычертить заданную схему в масштабе, указав на схеме все размеры и действующие нагрузки. При изложении решения к расчётной схеме добавляются необходимые дополнительные построения. При этом эпюры внутренних усилий нужно располагать непосредственно под расчётными схемами. На эпюрах следует указывать значения откладываемой величины. Все схемы и эпюры выполняются по правилам и нормам машиностроительного черчения.

Решение задач сопровождается последовательными, краткими и чёткими пояснениями. Размерность величин следует приводить в единицах СИ (см. табл. П. 2 и П. 3). В вычислениях ограничиваться тремя значащими цифрами. Каждая задача должна содержать вывод согласно условию задачи: назначение размеров, вывод о прочности и жёсткости конструкции, указание о более предпочтительном выборе поперечного сечения, материала и т. п.

Приём отчёта по самостоятельной работе выполняется преподавателем и производится в виде собеседования: студент должен изложить решение и результаты, а также решить задачи по соответствующей тематике. Полученная оценка и дата проставляются преподавателем на строке титульного листа, где указана фамилия и инициалы преподавателя.