5.5. Отчет по практическому занятию
Студент должен получить навыки выполнения расчетов по динамике твердого тела и механической системы. Отчет по практическому занятию сдается преподавателю.
4. Тема: основы сопротивления материалов
Цель занятий: закрепление теоретических знаний по основным положениям сопротивления материалов и приобретение навыков проверочных и проектных расчетов на прочность и жесткость элементов механических систем.
Рекомендуемая литература по теме: [1].
4.1. Вопросы для подготовки к занятию по теме
1. Дайте определения понятий: прочность, жесткость, устойчивость.
2. Что называют внутренними силовыми факторами?
3. Принцип определения внутренних силовых факторов.
4. Построение эпюр внутренних силовых факторов.
5. Определение понятий: напряжение, деформация.
6. Сформулируйте закон Гука.
7. Приведите формулы, определяющие максимальные расчетные напряжения при растяжении–сжатии, сдвиге–срезе, кручении, изгибе.
8. Определение перемещения поперечного сечения бруса при растяжении (сжатии).
9. Принцип расчета на прочность элементов конструкций.
10. Допускаемое напряжение. Виды допускаемых напряжений при различных формах нагружения тела.
4.2. Методические рекомендации по выполнению задания
В сопротивлении материалов решаются три основных типа задач: проектный расчет, проверочный расчет и расчет несущей способности.
В проектном расчете при заданной внешней нагрузке и механических характеристиках материала определяются геометрические размеры детали, обеспечивающие её прочность (жесткость, устойчивость). Требование выполняется при условии, если максимальное расчетное напряжение в детали не превышает допускаемое значение.
В проверочном расчете определяют максимальное напряжение в детали по заданной нагрузке и геометрическим размерам детали. Требование выполняется при условии, если максимальное напряжение в детали не превышает допускаемое значение.
В расчете несущей способности определяют максимальное значение нагрузки, при котором максимальное значение напряжений в детали не превышает допускаемое значение.
При решении задачи необходимо:
– определить к какому типу относится задача;
– записать в общем виде требование прочности (жесткости или устойчивости),
– записать выражение, определяющее максимальное расчетное напряжение с учетом вида нагружения и формы детали;
– решить полученное неравенство.
4.3. Примеры решения задач
Задача
4.1. На балку (рис.3.1
а)
на участке ВС действует распределенная
нагрузка q=2 кН/м. Линейный размер
a=2м.
Допускаемое напряжение
МПа.
Определить диаметр балки из условия прочности по изгибающему моменту.
Рис.4.1а
Методические рекомендации по решению задачи.
Данная задача относится к проектному расчету – определению конструктивных параметров по заданной нагрузке и допускаемому напряжению.
Общий порядок решения задач этого класса;
– построение эпюр внутренних силовых факторов,
– определение максимальных значений внутренних силовых факторов,
– определение проектных параметров по максимальным значениям внутренних силовых факторов.
Решение:
1. Определяем реакции связей балки.
Строим
расчетную схему (рис.4.1б):
заменяем действие связи А реакциями
FAX
,FAY,,
действие связи В – реакцией FВУ,.
Распределенную
нагрузку q
заменяем равнодействующей силой
.
Рис.4.1б
Уравнения
равновесия балки
Из
уравнения 1)
.
Из
уравнения 3)
.
Из
уравнения 2)
.
2. Строим расчетную схему для определения внутренних силовых факторов: заданные внешние силы и реакции связей показываем в направлении их фактического действия (рис.4.1в).
На балку действуют силы, приложенные в сечениях А,В,С, следовательно балка имеет участки нагружения: АВ и ВС.
Рис.4.1в
3. Определение внутренних силовых факторов и построение эпюр на участке ВС.
Проводим
поперечное сечение 1-1 на произвольно
выбранном расстоянии Х1от сечения
С, (
).
Строим расчетную схему «отсеченной»
части балки, (рис.4.1г): действие
«оставшейся» части на «отсеченную»
заменяем реакциями, действие распределенной
нагрузки на «отсеченную» часть заменяем
равнодействующей силой R=qX1.
Рис.4.1г
Уравнения равновесия «отсеченной» части балки
