Курсовая работа по предмету Сопротивление материалов на тему: Курсовая по сопромату. Вариант 64

Задача № 1. Расчет на прочность и жесткость статически определимой стержневой системы при деформации растяжения и сжатия
Задание: жесткий (недеформируемый) брус удерживается стальным стержнем длиной (рис. 1.1). Оценить прочность и величину деформации стержня. Определить максимальную возможную величину нагрузки по условию прочности. Весом конструкции пренебречь.
Исходные данные: профиль стержня - уголок по ГОСТ 8509-93; материал стержня - сталь 14ХГС: ; . ; ; .
Задача № 2. Расчет на прочность и жесткость ступенчатого стержня
при деформации растяжения и сжатия
Оценить прочность хрупкого ступенчатого стержня при деформации растяжения и сжатия. Определить продольные деформации стержня. Стержень изготовлен из чугуна СЧ15. Допускаемый коэффициент запаса статической прочности для хрупких материалов принимаем . Весом стержня пренебречь.
Порядок выполнения
1. Вычертить схему стержня со всеми численными данными.
2. Определить внутренние продольные силы на каждом участке. Начертить схему с эпюрой внутренних сил .
3. Определить напряжения на каждом участке. Начертить схему с эпюрой напряжений .
4. Определить запас статической прочности стержня на участках с учетом вида деформации (растяжение или сжатие). Дать заключение о прочности.
5. Определить величину смещения каждого участка стержня и полную деформацию стержня.
6. Начертить схему с эпюрой деформаций .
Дано: ; ; ; ; ; ; ; ; .
Задача № 3. Расчет на прочность при деформации смятия и сдвига
Дано: стержень закреплен в опоре при помощи подвижной круглой головки (рис. 3). Согласно решению задачи 2: ; . Согласно физико-механических свойств материалов для чугуна СЧ15 ; .

Рис. 3. Схема головки стержня.
Найти: минимальные необходимые размеры головки стержня (диаметр D, толщину b).
Задача 4. Расчет на прочность и жесткость при деформации кручения.
К гладкому валу (рис. 4, а) приложены сосредоточенные вращающие моменты. Определить размер вала из условия прочности и жесткости на кручение. Определить максимальные напряжения и углы закручивания по длине вала.
Порядок выполнения.
1. Вычертить схему вала с указанием числовых данных.
2. Составить уравнения и определить величину внутренних крутящих моментов по участкам вала. Построить эпюру внутренних крутящих моментов по длине вала. Определить опасный участок.
3. Определить минимальные размеры вала, исходя из условия прочности и жесткости . Полученные результаты округлить, согласно ГОСТ 6636-69, до ближайшего большего значения из предпочтительных чисел . Принять размеры вала по наибольшему значению.
4. Определить напряжения по длине вала. Построить эпюру напряжений.
5. Определить углы закручивания по длине вала. Построить эпюру углов закручивания.
Исходные данные: ; ; ; ; , , , .
Задача № 5. Расчеты на прочность при плоском поперечном изгибе
Двухопорная балка (рис. 5.1, а) находится под действием системы сил и моментов. Подобрать размеры и тип профиля из условия прочности по нормальным напряжениям. Провести полную проверку прочности полученной балки.
Исходные данные: , , , , , . Балка изготовлена из стали .
Порядок выполнения:
1. Вычертить схему балки с указанием числовых значений размеров и приложенных сил.
2. Составить уравнения равновесия и определить величину опорных реакций балки.
3. Определить значения внутренней поперечной силы по участкам балки. Построить эпюру распределения .
4. Определить значения внутреннего изгибающего момента по участкам балки. Построить эпюру распределения .
5. Найти из условия прочности по нормальным напряжениям минимальную величину осевого момента сопротивления сечения балки.
6. Подобрать по величине момента сопротивления номер профиля балки двутавра (ГОСТ 8239-89), швеллера (ГОСТ 8240-97).
7. Проверить прочность балки по нормальным напряжениям в опасном сечении.
8. Проверить прочность балки по касательным напряжениям в опасном сечении.
9. Проверить прочность балки с учетом сложного напряженного состояния.
Задача № 6. Сравнение прочности балок различных сечений.
Выбор оптимального сечения
Оценить рациональность использования различных профилей для балок, работающих на изгиб. Выбрать наиболее рациональный профиль.
Порядок выполнения:
1. Для балки из задачи № 5 подобрать геометрические размеры поперечного сечения, вычислить площадь и осевой момент сопротивления :
- двутаврового профиля (ГОСТ 8239-89);
- швеллера (ГОСТ 8240-97);
- круглого профиля ;
- прямоугольного профиля ;
- квадратного профиля .
2. Оценить рациональность подобранных сечений по значению удельного момента сопротивления.
3. Сделать вывод (выбрать наиболее рациональное сечение).
Исходные данные: согласно решению задачи № 5, .
Задача № 7. Расчет сжатого стержня на устойчивость
Подобрать размер сечения круглой деревянной стойки из условия устойчивости с использованием коэффициента продольного изгиба . Определить величину критической силы и коэффициент запаса устойчивости выбранной стойки.
Допускаемое напряжение сжатия для древесины , модуль продольной упругости , рекомендуемый коэффициент запаса устойчивости , , .

Рис. 7.1. Схема нагрузки.

Рис. 7.2. Сечение балки.
Порядок выполнения:
1. Вычертить схему стойки с указанием числовых значений размеров и приложенных сил.
2. Определить размеры поперечного сечения стойки по упрощенной формуле расчета на устойчивость, принимая .
3. Определить гибкость и коэффициент принятого сечения.
4. Определить значение во втором приближении, присвоив ему среднее значение между и . Определить размеры поперечного сечения стойки по упрощенной формуле.
5. Повторить действия 3-4 пока расхождение между и не станут меньше 5%. Округлить размер сечения стойки до 5 мм.
6. Уточнить гибкость найденной стойки и по формуле Эйлера или Ясинского определить величину критической силы.
7. Определить коэффициент запаса устойчивости стойки. Сравнить его с рекомендуемым. Сделать вывод.