Внутренние усилия, напряжения и деформации

Стр 1 из 10Следующая ⇒

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Институт инженерно-педагогического образования

Кафедра автомобилей и подъемно-транспортных машин

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ»

для студентов всех форм обучения

направления подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям)

профилей подготовки «Машиностроение и материалообработка»,

«Транспорт»

Екатеринбург

РГППУ

2016

Задания и методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Сопротивление материалов». ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, 2016. 107 с.

Составители: доц., канд. техн. наук З.А. Наседкина,

доц., канд. техн. наук Н.Н. Эльяш

Одобрены на заседании кафедры автомобилей и подъемно-транспортных машин. Протокол от 16.02.2016 г. № 7.

Заведующий кафедрой автомобилей и подъемно-транспортных машин

В.П.Лялин

Рекомендованы к печати научно-методической комиссией института инженерно-педагогического образования РГППУ. Протокол от 13.04.2016 г. № 9.


Председатель научно-методической комиссии института ИПО		А.О. Прокубовская

Зам. директора научной библиотеки		Е.Н. Билева

	©	ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально- педагогический университет», 2016
	©	З.А.Наседкина, Н.Н.Эльяш, 2016

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

РАСЧЕТНО - ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

При изучении курса «Сопротивление материалов» студенты выполняют расчетно-графические работы, состоящие из контрольных задач по основным разделам изучаемого курса. Количество расчетно-графических
работ и задач в них определяется учебными планами по соответствующим специальностям. Контрольные задачи имеют индивидуальный характер: расчетные схемы и числовые данные для каждой задачи выбираются по шифру, состоящему из шести цифр. В зависимости от задания используются все шесть цифр шифра или только несколько цифр шифра.

Шифр определяется по первым буквам фамилии, имени, отчества студента в зависимости от кодов этих букв, приведенных в таблице.

БУКВА	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И	К	Л	М	Н	О
Код буквы	32	48	04	45	24	68	74	81	31	01	38	79	71	69
БУКВА	П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Э	Ю	Я
Код буквы	59	75	09	46	67	50	56	89	61	18	29	33	26	30

Например, студент Иванов Николай Петрович. В соответствие с кодами букв (И - 31, Н – 71, П - 59), взятыми из таблицы, составляется индивидуальный шифр - 317159.

Задания выполняются на листах бумаги формата А4 (210x297), а чертежи к ним (с обязательным соблюдением масштаба) на миллиметровой бумаге того же формата. Обложка работы оформляется по образцу, приведенному в приложении 3.

Перед выполнением каждого задания выписываются условия с исходными данными и составляется в масштабе чертеж, на котором указываются численные значения заданных величин. Все этапы решения нумеруются в соответствие с пунктами, указанными в условии, и снабжаются кратким пояснением. При расчете вначале выписываются используемые формулы с применением общепринятых буквенных обозначений, затем подставляются исходные данные вместо буквенных обозначений в той же последовательности и после этого производятся требуемые математические вычисления. Все численные расчеты требуется проводить в системе СИ. Окончательные результаты с обязательным указанием размерности в Международной системе СИ выделяются (подчеркиваются или берутся в рамки). После выполнения расчетно-графические работы предъявляются преподавателю для защиты не позднее срока, предусмотренного учебным планом.

Примечание: Студент должен выбрать тип задачи и размеры в соответствии со своим шифром. Для этого следует написать шифр, а под ним буквы алфавита в определенном порядке. Например:

3	1	7	1	5	9
А	Б	В	Г	Д	Е

В таблице буквы стоят в конце колонок с соответствующими данными к задаче. Цифры, стоящие выше букв, показывают, из какой строки следует выбрать нужный параметр.

Методические указания предназначены в помощь студентам машиностроительных специальностей при их самостоятельной работе при выполнении контрольных работ. В данной работе изложены основные теоретические положения и методические указания по выполнению расчетно-графических работ для студентов по некоторым разделам курса «Сопротивление материалов»: («Растяжение и сжатие», «Кручение», «Изгиб», «Сложное сопротивление», «Устойчивость сжатых стержней»), приведены решения типовых задач (определение внутренних усилий, напряжений, деформаций, перемещений, расчеты на прочность и жесткость статически определимых и статически неопределимых систем) и задания для выполнения контрольных работ. Методические указания предназначены для студентов инженерно-педагогических специальностей машиностроительного и электроэнергетического профиля. Приводятся примеры решения типовых задач, а также задания для выполнения контрольных и расчетно-графических работ.

1. РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ

Внутренние усилия, напряжения и деформации

При растяжении (сжатии)

Центральное растяжение и сжатие– простой вид сопротивления, при котором внешние силы, вызывающие растяжение или сжатие, приложенные к концевым или промежуточным сечениям стержня, направлены по оси стержня или приводятся к равнодействующей, направленной по этой оси (рисунок 1).

а) б)

Рисунок 1 − Растяжение (а) и сжатие (б)

При действии на стержень внешних нагрузок, направленных вдоль продольной оси, или нагрузок, равнодействующая которых направлена также вдоль продольной оси, в поперечных сечениях возникает только один силовой фактор – продольная сила N. Такие нагрузки вызывают растяжение и сжатие стержня. Для определения внутренних усилий используем метод сечений.

N –осевое (продольное) усилие. Осевое усилие равно сумме проекций на ось x всех внешних сил, действующих с одной стороны сечения:

Осевое усилие вызывает растяжение, когда продольное усилие N действует от сечения (рисунок 1, а), или сжатие, когда продольное усилие N действует к сечению элемента (рисунок 1, б).

Условимся, что вектор N направлен от рассматриваемого сечения. Тогда получаемый в результате подсчета знак укажет на характер деформации: плюс – растяжение, минус – сжатие. Продольная сила связана с нормальными напряжениями σ_х, которые распределяются по сечению равномерно.

Нормальные напряжения σ_х, возникающие в сечении стержня, связаны с

осевым усилием N следующим образом:

или ,