Расчеты на прочность и жесткость при кручении



                                          Расчетная схема

1. Для вала, нагруженного крутящими моментами Мi  (при формировании расчетной схемы необходимо учесть знаки моментов Мi в соответствии с таблицей 2.1) и уравновешивающим моментом Мy .  Определить значение момента Мy  и построить эпюру крутящих моментов. Принять l0=10см.

2. Подобрать из условия прочности по допускаемым напряжениям диаметр вала сплошного поперечного сечения, если [τ] = 90 МПа.

3. Построить эпюру угловых перемещений по длине вала относительно левого концевого сечения. Принять модуль сдвига G = 8·104 МПа.

4. Подобрать из условия прочности по допускаемым напряжениям поперечные размеры вала кольцевого сечения с ориентировочным соотношением диаметров D/d, заданным вариантом задания (предпоследний столбец таблицы 2.1).

5. Построить эпюры распределения касательных напряжений по радиусам в опасных сечениях сплошного и кольцевого валов.

Необходимые для расчета данные взять из таблиц 2.1 исходных данных к задаче №2.

Таблица 2.1

Варианты 001-099

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
000 1000 -500 -700 40 35 0 800 2000 60 45 1.5 20
010 2000 -400 -800 50 30 1 1600 1100 55 35 1.7 60
020 400 2000 -800 35 40 2 2000 -800 45 50 2.1 45
030 1500 -300 -600 50 35 3 1100 1600 30 55 1.4 100
040 1200 -700 1500 35 40 4 -500 1000 45 50 1.1 120
050 500 -600 1000 45 40 5 2000 -500 50 35 1.6 25
060 -800 2000 -400 60 30 6 -700 1800 45 35 1.8 70
070 1000 -700 1600 40 25 7 1800 -900 30 30 1.3 80
080 -600 1500 300 25 30 8 -900 1500 55 20 2.5 120
090 1600 -600 1200 35 50 9 1500 -600 55 25 1.6 100

 

Варианты 100-199

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
100 -700 800 -200 38 45 0 1000 2500 60 45 1.8 25
110 -300 -600 1500 50 32 1 1200 -700 40 35 1.3 60
120 -600 1500 300 40 37 2 1400 -700 45 50 2.5 90
130 1500 -900 1100 37 50 3 1600 -500 30 45 1.4 130
140 1100 -800 1400 42 35 4 1800 -400 50 40 1.1 30
150 200 -500 700 30 40 5 -800 1000 35 50 1.5 85
160 1300 -400 1000 60 24 6 1000 400 40 30 1.7 70
170 -900 1300 1000 40 26 7 -700 1200 25 35 1.9 100
180 1000 1200 -600 25 20 8 1200 -600 55 40 2.4 35
190 1200 -600 1000 35 55 9 -600 1800 48 27 1.1 100

Варианты 200-299

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
200 1200 1000 -700 50 32 0 -400 1800 40 25 1.5 25
210 200 2000 -500 45 52 1 -500 1600 44 38 1.7 60
220 1600 400 -800 43 36 2 -300 1400 44 51 2.1 90
230 -900 1500 2000 40 48 3 700 1200 52 24 1.4 150
240 1000 1200 -400 44 31 4 -500 1000 64 25 1.1 30
250 1600 -500 2000 31 48 5 -800 -600 54 38 1.6 50
260 -600 1600 -500 52 40 6 -600 1200 34 50 1.8 100
270 -800 1200 700 30 53 7 1200 -700 36 52 1.3 140
280 800 1100 -600 24 62 8 -700 1000 46 24 2.5 15
290 -700 1400 600 46 40 9 1000 -600 32 54 1.6 60

Варианты 300-399

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
300 -900 1600 1200 24 48 0 1000 -500 37 55 1.8 15
310 1500 6000 -300 54 32 1 1600 -600 46 40 1.3 70
320 -700 1000 1600 30 50 2 -800 2000 38 22 2.5 90
330 2000 -800 400 53 40 3 1000 1600 41 60 1.4 40
340 -700 -500 1000 52 25 4 2000 800 51 44 1.1 60
350 -900 1200 1600 40 36 5 -600 1500 62 38 1.5 90
360 -300 1500 -600 50 26 6 1100 900 49 27 1.7 95
370 2000 -400 -800 44 33 7 900 1800 50 42 1.9 20
380 400 2000 800 30 48 8 1800 700 38 53 2.4 50
390 500 900 700 62 40 9 -500 2000 36 42 1.1 30

Варианты 400-499

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
400 1600 1200 -600 43 60 0 2000 -500 26 38 1.8 30
410 -600 1000 1200 35 50 1 -400 1800 25 33 1.3 50
420 1500 1100 1300 56 31 2 1600 -600 34 20 2.5 95
430 -800 2000 -700 28 44 3 -500 1700 55 36 1.4 140
440 1000 1300 1400 40 64 4 1600 1000 46 35 1.1 45
450 1400 1200 -800 36 38 5 -600 1800 28 30 1.5 55
460 1200 1500 -900 32 51 6 1400 1200 29 32 1.7 100
470 1900 1300 -600 63 20 7 -700 1400 32 28 1.9 120
480 -800 1700 1300 30 50 8 1200 1600 32 44 2.4 15
490 2000 -800 500 26 63 9 -900 1300 45 24 1.1 50

Варианты 500-599

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
500 1000 -500 -700 40 35 0 800 2000 60 45 1,5 25
510 2000 -400 -800 50 30 1 1600 1100 55 35 1.7 60
520 -400 2000 -800 35 40 2 2000 800 45 50 2.1 90
530 1500 300 -600 50 35 3 1100 1600 30 55 1.4 130
540 1200 -800 1500 35 40 4 -500 1000 45 50 1.1 20
550 500 -600 1000 45 40 5 2000 -500 50 35 1.6 60
560 800 2000 400 60 30 6 700 1800 45 35 1.8 100
570 1000 7-00 1600 40 25 7 1800 -900 30 30 1.3 110
580 -600 1500 300 25 30 8 900 1500 55 20 2.5 15
590 1600 -200 1200 35 50 9 1500 600 55 25 1.6 55

Варианты 600-699

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
600 700 -800 -200 38 45 0 1000 700 60 45 1.8 20
610 300 -600 1500 50 32 1 1200 -700 40 35 1.3 65
620 -600 1500 300 40 37 2 1400 -300 45 50 2.5 90
630 1500 -300 1100 37 50 3 1600 -500 30 45 1.4 120
640 1100 -800 1400 42 35 4 1800 -400 50 40 1.1 30
650 200 500 -700 30 40 5 -800 1000 35 50 1.5 50
660 1300 400 1000 60 24 6 1000 -800 40 30 1.7 100
670 -400 1300 1000 40 26 7 -700 1200 25 35 1.9 100
680 1000 1200 -600 25 20 8 1200 -600 55 40 2.4 15
690 1200 -600 1000 35 55 9 -600 1800 48 27 1.1 45

Варианты 700-799

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
700 1200 1000 -700 50 32 0 -400 1800 40 25 1.5 30
710 -900 2000 1500 45 52 1 -500 1600 44 38 1.7 60
720 1600 -400 -800 43 36 2 -300 1400 44 51 2.1 100
730 -400 1500 2000 40 48 3 -700 1200 52 24 1.4 150
740 1000 1200 -400 44 31 4 -500 1000 64 25 1.1 25
750 1600 -500 2000 31 48 5 -800 600 54 38 1.6 55
760 600 1600 -500 52 40 6 -600 1200 34 50 1.8 140
770 -800 1200 700 30 53 7 1200 -700 36 52 1.3 60
780 800 1100 -600 24 62 8 -700 1000 46 24 2.5 100
790 700 1400 -600 46 40 9 1000 -800 32 54 1.6 135

 

Варианты 800-899

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
800 -900 1600 1200 24 48 0 1000 -500 37 55 1.8 15
810 1500 6000 -800 54 32 1 1600 -700 46 40 1.3 75
820 -700 1000 1600 30 50 2 -800 2000 38 22 2.5 90
830 2000 -800 -400 53 40 3 1000 1600 41 60 1.4 150
840 -700 500 1000 52 25 4 2000 -800 51 44 1.1 30
850 -700 1200 1600 40 36 5 600 1500 62 38 1.5 55
860 -600 1500 600 50 26 6 1100 -900 49 27 1.7 90
870 2000 400 -800 44 33 7 -900 1800 50 42 1.9 140
880 400 2000 -800 30 48 8 1800 -700 38 53 2.4 15
890 500 500 -700 62 40 9 500 2000 36 42 1.1 85

 

Варианты 900-999

№ вар. М1, Нм М2, Нм М3, Нм l1, см l2, см № вар. М4, Нм М5, Нм l3, см l4, см D/d ly, см
900 1600 1200 -700 43 60 0 2000 -500 26 38 1.8 30
910 -600 1000 1200 35 50 1 -400 1800 25 33 1.3 50
920 1500 1100 1300 56 31 2 1600 -600 34 20 2.5 100
930 -800 2000 -700 28 44 3 -500 1700 55 36 1.4 135
940 1000 1300 1400 40 64 4 1600 1000 46 35 1.1 20
950 1400 1200 -800 36 38 5 -600 1800 28 30 1.5 55
960 1200 1500 -900 32 51 6 1400 1200 29 32 1.7 100
970 1900 1300 -600 63 20 7 -700 1400 32 28 1.9 130
980 800 1700 1300 30 50 8 1200 1600 32 44 2.4 15
990 2000 800 500 26 63 9 900 1300 45 24 1.1 50

Задача №3

Расчеты на прочность и жесткость при изгибе

1. Для заданной серии балок (последний столбец таблицы 3.1) построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов (при формировании расчетной схемы необходимо учесть знаки внешней сосредоточенной силы, момента и распределенной нагрузки в соответствии с таблицей 3.1). Порядок выбора варианта КР описан в п.1.1 настоящих методических указаний. Исходные данные для расчетов приведены в таблице 3.1.

2. Для балки №2:

2.1. Выявить с помощью эпюр внутренних силовых факторов опасные сечения. Для одного из них (рекомендуется выбрать сечение, в котором изгибающий момент достигает максимального значения) подобрать стандартный профиль для сечения балки (рекомендуется стальной двутавр)  из условия прочности по допускаемым напряжениям. Принять [σ] = 150 МПа.

2.2. Построить эпюры нормальных и касательных напряжений по высоте подобранного поперечного сечения, указать опасные точки. Определить коэффициент запаса прочности балки в условиях прямого поперечного изгиба, используя теорию наибольших касательных напряжений.

3. Для балки №1 (консольно-защемленная балка), используя интегралы Мора (правило Верещагина), определить угол поворота поперечного сечения, в котором приложена сосредоточенная сила Р.

                    

Схемы балок к задаче №3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблицы 3.1

 

Варианты 001- 099 (серым цветом показан вариант 056)

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
000 -23 46 14 0 1,6 0,5 1,2 0,8 1
010 26 -48 19 1 1,6 0,8 1,1 0,5 2
020 34 62 -13 2 1,2 0,9 0,4 0,2 3
030 24 -81 -40 3 1,6 0,3 0,6 1,3 4
040 10 -60 26 4 1,4 1,1 0,3 0,7 5
050 30 -42 22 5 1,2 0,6 0,4 1,0 6
060 32 18 -40 6 1,5 0,5 1,1 0,8 7
070 36 -40 18 7 1,5 1,1 0,5 0,3 8
080 32 -46 19 8 1,1 0,2 0,4 0,8 9
090 18 -45 30 9 1,2 0,2 0,4 0,8 10

 

Варианты 100 - 199

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
100 -21 56 -18 0 1,1 0,5 0,8 0,4 2
110 12 -61 12 1 1,8 1,3 0,6 0,3 3
120 24 -70 20 2 1,4 0,3 0,5 1,2 4
130 28 -65 30 3 1,6 1,1 0,4 0,8 5
140 40 100 -16 4 1,6 0,8 0,6 1,2 6
150 40 -82 20 5 1,2 0,4 0,8 0,5 7
160 21 66 -32 6 1,4 1,1 0,5 0,2 8
170 36 -72 28 7 1,2 0,3 0,5 0,9 9
180 -28 48 10 8 1,4 0,4 0,5 1,1 10
190 29 -54 -12 9 1,3 0,4 1,0 0,6 1

 

Варианты 200-299

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
200 -12 13 46 0 1,4 1,1 0,5 0,2 3
210 18 -40 38 1 1,6 0,3 0,5 0,8 4
220 21 30 -22 2 1,1 0,8 0,3 0,6 5
230 30 -28 42 3 1,6 0,8 0,5 1,1 6
240 -47 24 -58 4 1,0 0,4 0,8 0,5 7
250 32 42 -60 5 1,7 1,1 0,5 0,3 8
260 -42 38 56 6 1,6 0,3 0,5 1,1 9
270 30 -43 33 7 1,8 0,4 0,6 1,3 10
280 24 36 -38 8 1,5 0,5 1,1 0,8 1
290 -40 22 61 9 1,6 0,8 1,2 0,5 2

 

Варианты 300-399

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
300 28 -30 12 0 1,5 0,4 0,6 1,0 4
310 26 -35 20 1 1,6 1,2 0,4 0,8 5
320 30 -28 26 2 1,8 0,9 0,6 1,3 6
330 12 43 -20 3 1,6 0,5 1,3 1,4 7
340 20 -54 22 4 1,1 0,8 0,4 0,3 8
350 -42 40 16 5 1,4 0,3 0,5 1,1 9
360 32 -40 18 6 1,7 0,4 0,6 1,2 10
370 36 48 -28 7 1,1 0,4 0,8 0,6 1
380 32 -42 26 8 1,0 0,5 0,8 0,3 2
390 28 -45 40 9 1,5 0,9 0,5 0,3 3

 

Варианты 400-499

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
400 -30 22 30 0 1,0 0,4 0,8 0,5 5
410 24 -30 21 1 1,4 0,8 1,2 0,5 6
420 29 32 -22 2 1,4 1,2 0,5 0,2 7
430 38 -20 26 3 1,6 0,4 0,6 1,2 8
440 21 -33 40 4 1,5 0,2 0,4 0,8 9
450 18 21 -26 5 1,0 0,4 0,3 0,7 10
460 27 -36 22 6 1,4 0,4 0,8 0,5 1
470 18 -20 40 7 1,4 1,1 0,5 0,4 2
480 21 28 -34 8 1,3 0,3 0,5 1,0 3
490 30 -40 20 9 1,5 0,4 0,5 1,1 4

 

Варианты 500-599

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
500 23 -46 14 0 1,6 0,5 1,2 0,8 1
510 26 -48 19 1 1,6 0,8 1,1 0,5 2
520 -34 62 13 2 1,2 0,9 0,4 0,2 3
530 24 -81 40 3 1,6 0,3 0,6 1,3 4
540 10 60 -26 4 1,4 1,1 0,3 0,7 5
550 30 -42 22 5 1,2 0,6 0,4 1,0 6
560 -32 18 40 6 1,5 0,5 1,1 0,8 7
570 36 -40 18 7 1,5 1,1 0,5 0,3 8
580 32 46 -19 8 1,1 0,2 0,4 0,8 9
590 18 -45 30 9 1,2 0,2 0,4 0,8 10

 

Варианты 600 - 699

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
600 21 -56 18 0 1,1 0,5 0,8 0,4 2
610 12 -61 12 1 1,8 1,3 0,6 0,3 3
620 24 70 -20 2 1,4 0,3 0,5 1,2 4
630 -28 -65 30 3 1,6 1,1 0,4 0,8 5
640 40 -100 16 4 1,6 0,8 0,6 1,2 6
650 40 -82 20 5 1,2 0,4 0,8 0,5 7
660 21 66 -32 6 1,4 1,1 0,5 0,2 8
670 36 -72 28 7 1,2 0,3 0,5 0,9 9
680 28 -48 10 8 1,4 0,4 0,5 1,1 10
690 29 -54 12 9 1,3 0,4 1,0 0,6 1

 

Варианты 700-799

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
700 12 13 -46 0 1,4 1,1 0,5 0,2 3
710 18 40 -38 1 1,6 0,3 0,5 0,8 4
720 21 30 -22 2 1,1 0,8 0,3 0,6 5
730 30 -28 42 3 1,6 0,8 0,5 1,1 6
740 47 -24 58 4 1,0 0,4 0,8 0,5 7
750 32 42 -60 5 1,7 1,1 0,5 0,3 8
760 42 -38 56 6 1,6 0,3 0,5 1,1 9
770 -30 43 33 7 1,8 0,4 0,6 1,3 10
780 24 -36 38 8 1,5 0,5 1,1 0,8 1
790 40 22 -61 9 1,6 0,8 1,2 0,5 2

 

Варианты 800-899

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
800 -28 30 12 0 1,5 0,4 0,6 1,0 4
810 26 -35 20 1 1,6 1,2 0,4 0,8 5
820 30 28 -26 2 1,8 0,9 0,6 1,3 6
830 12 -43 20 3 1,6 0,5 1,3 1,4 7
840 20 -54 22 4 1,1 0,8 0,4 0,3 8
850 42 -40 16 5 1,4 0,3 0,5 1,1 9
860 32 40 -18 6 1,7 0,4 0,6 1,2 10
870 36 -48 28 7 1,1 0,4 0,8 0,6 1
880 32 -42 26 8 1,0 0,5 0,8 0,3 2
890 -28 45 40 9 1,5 0,9 0,5 0,3 3

 

Варианты 900-999

№ варианта М, кНм Р, кН q, кН/м № вар. l, м m, м к, м р, м Серия №
900 -30 22 30 0 1,0 0,4 0,8 0,5 5
910 24 -30 21 1 1,4 0,8 1,2 0,5 6
920 29 32 -22 2 1,4 1,2 0,5 0,2 7
930 38 -20 26 3 1,6 0,4 0,6 1,2 8
940 21 33 -40 4 1,5 0,2 0,4 0,8 9
950 -18 -21 26 5 1,0 0,4 0,3 0,7 10
960 27 36 -22 6 1,4 0,4 0,8 0,5 1
970 18 -20 40 7 1,4 1,1 0,5 0,4 2
980 21 -28 -34 8 1,3 0,3 0,5 1,0 3
990 30 -40 20 9 1,5 0,4 0,5 1,1 4

 

 

Приложение 1

Пример оформления титульного листа контрольной работы

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

 

Кафедра технической механики и инженерной графики

 

Контрольная работа

………………………………..

       (зачтена, не зачтена)

 

Преподаватель

………………………………..

( ученая степень, звание, Ф.И.О.)

 

……………………………………...

          (подпись, дата)

 

 


Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 801; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!