|
Содержание работы или список заданий
|
Задача № 1. Расчет на прочность и жесткость статически определимой стержневой системы при деформации растяжения и сжатия
Дано: стержневая система (рис. 1.1) сварена из трубы стальной квадратной по ГОСТ 8639-82; материал трубы - сталь 15ХСНД: ; . ; ; ; ; ; .
Рис. 1.1. Рис. 1.2.
Найти: а) размеры сечений стержней из условия прочности;
б) подобрать стандартный профиль для изготовления конструкции;
в) определить перемещение узла стержневой системы.
Задача № 2. Расчет на прочность и жесткость ступенчатого стержня
при деформации растяжения и сжатия
Дано: ступенчатый стержень, нагруженный продольными силами (рис. 2.2, а); ; ; ; ; ; ; . Материал стержня - сталь 60. ; .
Задание: а) определить оптимальные размеры поперечного сечения круглого ступенчатого стержня по условию прочности при деформации растяжения и сжатия;
б) определить продольные деформации стержня и проверить его на работоспособность по условию жесткости.
Задача № 3. Определение геометрических характеристик плоских сечений.
Для заданного плоского сечения определить основные геометрические характеристики (координаты центра тяжести, положение главных центральных осей, величину главных моментов инерции, моментов сопротивления и главных радиусов инерции).
Дано: сечение состоит из швеллеров № 27 и №18 по ГОСТ 8240-89.
Исходные данные из сортамента:
Задача № 4. Расчет вала на прочность и жесткость при деформации кручения
Дано: сплошной двухступенчатый вал закручивается под действием сосредоточенных вращающих моментов (рис. 4.1, а); ; ; ; . Размеры ступеней вала: ; ; . Физико-механические характеристики материала и требования к валу: ; ; .
Найти: а) поперечные размеры вала из условия прочности;
б) напряжения на участках вала, дать заключение о прочности;
в) углы закручивания вала по длине;
г) проверить выполнение условия жесткости на участках вала.
Задача № 5. Оценка рациональности формы сечения вала
Для валов а) круглого сплошного, б) кольцевого, в) квадратного сечения определить распределение напряжений по сечению на опасном участке. Оценить рациональность изготовления валов различной формы сечения. Схему нагружения и материал вала взять из решения задачи 4.
Дано: наибольшее значение крутящего момента на валу ; соотношение диаметров для кольцевого сечения . Характеристики материала вала: ;
Задача № 6. Расчет на прочность при деформации смятия и сдвига
Два вала соединены при помощи фланцевого соединения (рис. 6.1). Болты установлены по окружности диаметром . Число болтов . Подобрать размер «чистовых» болтов по условию их прочности на срез и смятие.
Дано: Крутящий момент на валу , диаметр вала , допускаемое касательное напряжение , допускаемое напряжение на сдвиг и смятие .
Задача № 7. Расчеты на прочность при плоском прямом изгибе
Дано: на двухопорную балку (рис. 7.1, а) действуют поперечные силы и изгибающие моменты: , , , , , . Балка изготовлена из стали .
Найти: а) величину внутренней поперечной силы по участкам балки;
б) величину внутреннего изгибающего момента по участкам балки;
в) подобрать размеры профиля балки из условия прочности по нормальным напряжениям;
г) проверить прочность одного из выбранных профилей по касательным напряжениям.
Задача № 8. Сравнение прочности балок различных сечений.
Выбор оптимального сечения
Оценить рациональность использования различных профилей для балок, работающих на изгиб. Выбрать наиболее рациональный профиль.
Дано: согласно решению задачи № 7, .
Задача № 9. Расчет балки на прочность
с учетом сложного напряженного состояния
Построить эпюры распределения нормальных и касательных напряжений в опасных сечениях балки. Проверить прочность балки с учетом совместного действия нормальных и касательных напряжений.
Схему балки и данные для расчета взять из решения задачи № 7.
Дано: для изготовления балки (рис. 7.1) выбран стальной двутавровый профиль № 20 (ГОСТ 8239-89) с параметрами (рис. 9.1): ; ; ; ; ; ; ; .
Вариант 10.
Задача № 1. Расчет на прочность и жесткость статически определимой стержневой системы при деформации растяжения и сжатия
Дано: стержневая система (рис. 1.1) трубы круглой по ГОСТ 10704-91; материал трубы - сталь 09Г2: ; . ; ; ; ; ; .
Задача № 2. Расчет на прочность и жесткость ступенчатого стержня
при деформации растяжения и сжатия
Дано: ступенчатый стержень, нагруженный продольными силами (рис. 2.2, а); ; ; ; ; ; ; . Материал стержня - сталь 40. ; .
Задание: а) определить оптимальные размеры поперечного сечения круглого ступенчатого стержня по условию прочности при деформации растяжения и сжатия;
б) определить продольные деформации стержня и проверить его на работоспособность по условию жесткости.
Задача № 3. Определение геометрических характеристик плоских сечений.
Для заданного плоского сечения определить основные геометрические характеристики (координаты центра тяжести, положение главных центральных осей, величину главных моментов инерции, моментов сопротивления и главных радиусов инерции).
Дано: сечение состоит из уголка по ГОСТ 8510-93 и швеллера № 27 по ГОСТ 8240-89.
Исходные данные из сортамента:
Задача № 4. Расчет вала на прочность и жесткость при деформации кручения
Дано: сплошной двухступенчатый вал закручивается под действием сосредоточенных вращающих моментов (рис. 4.1, а); ; ; ; . Размеры ступеней вала: ; ; . Физико-механические характеристики материала и требования к валу: ; ; .
Найти: а) поперечные размеры вала из условия прочности;
б) напряжения на участках вала, дать заключение о прочности;
в) углы закручивания вала по длине;
г) проверить выполнение условия жесткости на участках вала.
Задача № 5. Оценка рациональности формы сечения вала
Для валов а) круглого сплошного, б) кольцевого, в) квадратного сечения определить распределение напряжений по сечению на опасном участке. Оценить рациональность изготовления валов различной формы сечения. Схему нагружения и материал вала взять из решения задачи 4.
Дано: наибольшее значение крутящего момента на валу ; соотношение диаметров для кольцевого сечения . Характеристики материала вала: ;
Задача № 6. Расчет на прочность при деформации смятия и сдвига
Два вала соединены при помощи фланцевого соединения (рис. 6.1). Болты установлены по окружности диаметром . Число болтов . Подобрать размер «чистовых» болтов по условию их прочности на срез и смятие.
Дано: Крутящий момент на валу , диаметр вала , допускаемое касательное напряжение , допускаемое напряжение на сдвиг и смятие .
Рис. 6.1. Фланцевое соединение.
Найти: минимальные размеры болтов по ГОСТ 7817-80 по условию прочности на смятие и срез.
Задача № 7. Расчеты на прочность при плоском поперечном изгибе
Дано: на двухопорную балку (рис. 7.1, а) действуют поперечные силы и изгибающие моменты: , , , , , . Балка изготовлена из стали .
Найти: а) величину внутренней поперечной силы по участкам балки;
б) величину внутреннего изгибающего момента по участкам балки;
в) подобрать размеры профиля балки из условия прочности по нормальным напряжениям;
г) проверить прочность одного из выбранных профилей по касательным напряжениям.
Задача № 8. Сравнение прочности балок различных сечений.
Выбор оптимального сечения
Оценить рациональность использования различных профилей для балок, работающих на изгиб. Выбрать наиболее рациональный профиль.
Дано: согласно решению задачи № 7, .
Задача № 9. Расчет балки на прочность
с учетом сложного напряженного состояния
Построить эпюры распределения нормальных и касательных напряжений в опасных сечениях балки. Проверить прочность балки с учетом совместного действия нормальных и касательных напряжений.
Схему балки и данные для расчета взять из решения задачи № 7.
Дано: для изготовления балки (рис. 7.1) выбран стальной двутавровый профиль № 24 (ГОСТ 8239-89) с параметрами (рис. 9.1): ; ; ; ; ; ; ; .
|