ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Заочно-вечерний факультет

Кафедра «Сопротивление материалов и строительная механика»

Допускаю к защите_______________

подпись

Руководитель _______________

И. О. Фамилия

РАСЧЕТЫ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

НА ПРОЧНОСТЬ, ЖЕСТКОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

наименование темы

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовой работе по дисциплине

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

1. 25. 03. 01/И06-014. 17 ПЗ

обозначение документа

Выполнил студент группы_____________ _______ _____________

шифр группы подпись И. О. Фамилия

Нормоконтроль _______ _____________

подпись И. О. Фамилия

Курсовая работа защищена с оценкой __________________________________

Иркутск 2017 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Задание на курсовую работу

По курсу________Сопротивление материалов__________________________________

Студенту____________________________________________________________________

Тема курсовой работы _ РАСЧЕТЫ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТЬ, ЖЕСТКОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

Исходныеданные;

Задача 1

Задано сплошное сечение, которое состоит из двух участков: прямоугольного и профильного проката – швеллера или двутавра. Одна ось (X или Y) является общей центральной осью обоих участков (рис. 2).

Требуется:

1. Привести геометрические характеристики простых составляющих сечения относительно их собственных центральных осей.

2. Вычертить сечение в масштабе с указанием основных размеров в числах и обозначением центральных осей простых составляющих сечения, параллельных вспомогательным осям.

3. Определить координаты центра тяжести всего сечения и построить на чертеже центральные оси, параллельные вспомогательным осям.

4. Выполнить проверку правильности выполнения третьего пункта путём вычисления статических моментов всего сечения относительно общих центральных осей.

5. Определить значения главных центральных моментов инерции сечения.

6. Определить значения осевых моментов сопротивления (W_X, W_Y).

Данные взять из табл. 2.



Рис. 2

Таблица 2

Строка	Схема	Швеллер №	Двутавр №	Размеры прямоугольника, см
				h	b
	I II III IV V VI VII VIII IX X				0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 4 0, 6 0, 5 0, 7 0, 8
	е	в	е	д	г

Задача 3

К стальному валу приложены три вращающих момента (рис. 4).

Требуется:

1. Определить реактивный момент в заделке.

2. Построить эпюру крутящих моментов.

3. Определить диаметр вала (расчёты произвести из условия прочности и условия жёсткости).

4. Построить эпюру углов закручивания.

Данные взять из табл. 4. Общие данные: допускаемое касательное напряжение ; допускаемый относительный угол закручивания ; модуль сдвига .

Таблица 4

Строка	Схема	а, м	в, м	с, м	М₁, кН·м	М₂, кН·м	М₃, кН·м
	I II III IV V VI VII VIII IX X	1, 5 1, 6 1, 7 1, 8 1, 9 2, 0 1, 4 1, 3 1, 2 1, 1	1, 1 1, 2 1, 3 1, 4 1, 5 1, 6 1, 7 1, 8 1, 9 2, 0	0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1, 0 1, 1 1, 2 1, 3 1, 4
	е	в	б	а	е	д	г

Задача 4

Даны две схемы стальных балок (рис. 5).

Требуется:

Для схемы «а»:

1. Построить эпюры поперечной силы Q и изгибающего момента M.

2. Определить максимальное нормальное напряжение в балке сложного поперечного сечения, уже рассмотренного в задаче 1.

3. Определить фактический коэффициент запаса прочности.

4. Определить прогиб конца консоли аналитическим методом, составляя и интегрируя дифференциальные уравнения изогнутой оси балки.

Для схемы «б»:

1. Построить эпюры поперечной силы Q и изгибающего момента M.

2. Подобрать сечения следующей формы: прямоугольное (h[b = k); круглое; кольцевое (α = d[D); состоящее из двух швеллеров; двутавровое.

3. Оценить эффективность формы сечения.

Данные взять из табл. 5. Общие данные: предел текучести материала ; коэффициент запаса прочности ; модуль упругости (модуль Юнга) .

Таблица 5

Строка	Схема	а₁, м	а₂, м	q, кН/м	F, кН	М, кН·м	k	α
	I II III IV V I II III IV V	1, 0 1, 2 1, 4 1, 6 1, 2 2, 0 1, 8 1, 6 1, 4 1, 2	2, 0 1, 8 1, 6 1, 4 1, 8 1, 0 1, 2 1, 4 1, 6 1, 8				1, 5 2, 0 2, 5 3, 0 2, 5 2, 0 1, 5 2, 0 2, 5 3, 0	0, 7 0, 8 0, 9 0, 8 0, 7 0, 8 0, 7 0, 9 0, 8 0, 9
	е	а	б	в	г	д	е	б

Задача 7

Вал трансмиссии (рис. 8) делает n оборотов в минуту и передаёт мощность N кВт.

Требуется:

1. Определить моменты, приложенные к шкивам 1 и 2, по заданным величинам N и n.

2. Построить эпюру крутящих моментов M_кр.

3. Определить окружные усилия t₁ и t₂, действующие на шкивы 1 и 2, по найденным моментам и заданным диаметрам D₁ и D₂.

4. Определить давление на вал.

5. Определить силы, изгибающие вал в горизонтальной и вертикальной плоскостях (вес вала и шкивов не учитывать).

6. Построить эпюры изгибающих моментов от горизонтальных сил (М_гор) и вертикальных сил (М_верт).

7. Построить эпюру суммарного изгибающего момента.

8. Найти опасное сечение и определить величину максимального расчётного момента по третьей теории прочности.

9. Подобрать диаметр вала d при .

Данные взять из табл. 7.

Таблица 7

Строка	Схема	N, кВт	n, об/мин	а, м	в, м	с, м	D₁, м	D₂, м	α ₁, градус	α ₂, градус
	I II III IV I II III IV I II			1, 1 1, 2 1, 3 1, 1 1, 2 1, 6 1, 7 1, 3 1, 5 2, 0	1, 1 1, 2 1, 1 1, 4 1, 5 1, 0 1, 2 1, 8 1, 6 1, 8	1, 1 1, 3 1, 3 1, 2 1, 3 1, 4 1, 5 1, 5 1, 9 2, 0	1, 1 1, 2 1, 3 1, 4 1, 2 1, 6 1, 7 1, 1 1, 9 2, 0	1, 1 1, 0 1, 2 1, 0 1, 5 1, 4 1, 4 1, 8 1, 7 1, 6
	е	а	б	в	г	д	е	а	б	в

Задача 8

Стальной стержень длиной l сжимается силой F (рис. 9).

Требуется:

1. Найти размеры поперечного сечения стержня при допускаемом напряжении на центральное сжатие , пользуясь методом последовательных приближений.

2. Найти величину критической силы, если предельная гибкость .

3. Найти коэффициент запаса устойчивости.

Данные взять из табл. 8.

Таблица 8

Строка	Схема	Форма сечения	F, кН	l, м
	I II III IV I II III IV I II	I II III IV V VI VII VIII IX X		2, 1 2, 2 2, 3 2, 4 2, 5 2, 6 2, 7 2, 8 2, 9 3, 0
	е	а	б	в

Рекомендуемая литература: Сопротивление материалов. Методические указания к выполнению курсовой и контрольных работ для студентов нестроительных специальностей заочной формы обучения / Т. Я. Дружинина, В. Б. Распопина. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ. - 2006. - 44 с.

Графическая часть на нет листах

Дата выдачи задания «____»________________20___г.

Дата представления курсовой работы руководителю «____»________________20___ г.

Руководитель курсовой работы _______________________ ____________

подпись И. О. Фамилия

Задание на курсовую работу получил

_____________________ ____________________ «____»________________20___ г.

подпись И. О. Фамилия студента

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ……………………………………………………………………

Задача ……………………………………………………………………

Заключение …………………………………………………………………

Список использованных источников ……………………………………..

Введение

Сопротивлением материалов называют науку о прочности, жёсткости и устойчивости элементов инженерных конструкций при условии их полной надёжности. Методами сопротивления материалов ведутся практические расчёты и определяются надёжные размеры деталей машин, различных конструкций и сооружений. Под надёжностью понимают способность либо конструкции в целом, либо отдельных конструктивных элементов выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определённых нормативных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Курсовая работа является одним из важных этапов обучения в университете. Целью работы является закрепление теоретических знаний по сопротивлению материалов, развитие навыков инженерного мышления и умения применять полученные знания при решении практических задач, связанных с прочностью и надежностью машин и оборудования. Выполнение курсовой работы позволяет закрепить и систематизировать самостоятельно освоенный материал.

Задание представляет собой совокупность типовых задач, соответствующих изучаемым разделам дисциплины. В состав курсовой работы входят задачи по основным разделам курса сопротивления материалов.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы были рассчитаны на прочность, жесткость и устойчивость стержневые элементы, составляющие конструкцию самолета. Определены оптимальные размеры поперечного сечения стержня из расчета на растяжение-сжатие, кручение, изгиб, сложное сопротивление. Произведены расчеты на статическое и динамическое нагружение.

Список использованных источников

1. Сопротивление материалов. Методические указания к выполнению курсовой и контрольных работ для студентов нестроительных специальностей заочной формы обучения / Т. Я. Дружинина, В. Б. Распопина. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ. - 2006. - 44 с.

2. Сопротивление материалов: учеб. для вузов / П. А. Степин. - СПб.: Лань. -2010. -319 с.

3. Сопротивление материалов. Практический курс: учеб. пособие / В. Л. Лапшин, В. П. Ященко, В. Ф. Горбунов, Е. И. Демаков. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. -130 с.