Контрольная работа №2 (стр. 5 )

Тема 2.6. Изгиб. Расчеты на прочность

Тема 2.7. Расчет бруса круглого поперечного сечения при сочетании основных деформаций

Уметь рассчитать брус круглого поперечного сечения на прочность при сочетании основных деформаций.

Основные положения и расчетные формулы

Геометрические характеристики круга и кольца

Круг (рис. ПI0.l) Кольцо (рис. П10.2)

Моменты сопротивления:



круг:

кольцо:

Площади сечений:



круг: кольцо:

Условие прочности при совместном действии изгиба и кручения:

Эквивалентные моменты:

- при расчете по гипотезе максимальных касательных напряжении:

- при расчете по энергетической гипотезе формоизменения:

Упражнение. В опасном сечении вала действуют изгибающие моменты Мх = 40 кН·м и Му = 50 кН·м и крутящий момент Мк = 100кН·м. Материал вала - сталь, допускаемое напряжение. Определить потребные размеры вала круглого и кольцевого сечения при с=0,6. Расчет провести по теории максимальных касательных напряжений.

Порядок расчета:

1. Определить суммарный изгибающий момент в сечении.

2. Определить эквивалентный момент в сечении.

3. Из условия прочности определить потребный момент сопротивления с сечения.

4. Определить потребный диаметр вала круглого сечения.

5. Определить потребные внешний и внутренний диаметры кольцевого сечения.

6. Сравнить полученные результаты по полученным площадям поперечных сечений.

Задание 5.

Для промежуточного вала редуктора, передающего мощность Р при угловой скорости , определить вертикальную и горизонтальную составляющие реакций подшипников, построить эпюры крутящего момента и изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Определить диаметры вала по сечениям, приняв и полагая. Расчет произвести по гипотезе максимальных касательных напряжений.

Параметр	Вариант
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Р, кВт	40	38	36	34	32	30	28	26	24	22
w, рад/с	70	65	62	58	54	50	46	42	38	34
а, мм	60	70	80	90	100	60	70	80	90	100
d1, мм	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
d2, мм	250	240	230	220	200	190	180	170	160	150
Рис.	а	б	в	г	д	е	а	б	в	г

Параметр	Вариант
11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Р, кВт	30	28	26	24	22	22	30	28	26	24
w, рад/с	50	46	42	38	34	34	50	46	42	38
а, мм	60	70	80	90	50	100	60	70	80	90
d1, мм	60	70	80	90	60	100	110	120	130	140
d2, мм	140	130	90	80	70	200	190	180	170	160
Рис.	д	е	д	е	г	а	б	в	г	д

Параметр	Вариант
21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Р, кВт	22	26	40	38	36	34	32	30	28	22
w, рад/с	34	42	70	65	62	58	54	50	46	34
а, мм	100	90	70	80	90	100	60	70	80	90
d1, мм	150	90	120	130	140	150	60	70	80	90
d2, мм	150	80	180	170	160	150	140	130	90	80
Рис.	е	а	б	в	г	д	е	д	е	г

Указание.

Окружную силу определить по формуле

ТЕСТ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ



Тема 2.7. Сочетание основных деформаций.

Гипотезы прочности

Перечень экзаменационных вопросов.

Расскажите, что называется прочностью, жесткостью, устойчивостью? Запишите, как обозначается деформация при сдвиге? Расскажите, по какому принципу классифицируют нагрузки в сопротивлении материалов? Запишите условия прочности на сдвиг и смятие. Расскажите, какие нагрузки принято считать сосредоточенными? Опишите физический смысл модуля упругости? Дайте понятие «бруса». Нарисуйте любой брус и укажите ось бруса и его поперечное сечение. Запишите закон Гука при сдвиге. Запишите, как обозначается деформация при сдвиге? Расскажите, что называется деформацией? Какие деформации называют упругими? Сформулируйте закон Гука при растяжении и сжатии. Расскажите, какие внутренние силовые факторы возникают при сдвиге и смятии? Расскажите, какие силы в сопротивлении материалов считают внешними, а какие силы являются внутренними? Объясните, каким опытом можно подтвердить возникновение касательных напряжений в продольных сечениях балки? Расскажите, какими методами определяют внешние силы? Объясните, почему при поперечном изгибе в продольных сечениях балки возникают касательные напряжения? Расскажите, какие внутренние силовые факторы возникают в сечении балки при чистом и поперечном изгибах? Сформулируйте метод сечений. Расскажите, как в сопротивлении материалов располагают систему координат? Напишите условие прочности при изгибе. Расскажите, что в сопротивлении материалов называют внутренними силовыми факторами? Сколько в общем случае может возникнуть внутренних силовых факторов? Напишите формулу для определения нормального напряжения при изгибе в любой точке поперечного сечения. Запишите систему уравнений, используемую при определении внутренних силовых факторов в сечении? Распределенная нагрузка направлена вверх. Расскажите, как выглядит парабола, очерчивающая эпюру изгибающих моментов вдоль оси бруса? Расскажите, как обозначается и как определяется продольная сила в сечении? Зарисуйте, как определить положение экстремального значения изгибающего момента при действии распределенной нагрузки на участке балки? Запишите, как обозначаются и как определяются поперечные силы? Если эпюра поперечной силы ограничена наклонной прямой, расскажите, как выглядит эпюра изгибающего момента? Запишите, как обозначаются и определяются изгибающие и крутящие моменты? Расскажите, какие силовые факторы возникают в сечении при поперечном изгибе? Дайте понятие механическим напряжениям? Расскажите, какие силовые факторы возникают в сечении балки при чистом изгибе? Зарисуйте, как по отношению к площадке направлены нормальное и касательное напряжения? Как они обозначаются? Расскажите, какой изгиб называют прямым? Что такое косой изгиб? Расскажите, какие внутренние силовые факторы возникают в сечении бруса при растяжении и сжатии? Напишите условия прочности и жесткости при кручении. Расскажите, как распределяются по сечению силы упругости при растяжении и сжатии? (Использовать гипотезу плоских сечений.) Объясните, в чем заключается расчет на жесткость при кручении? Расскажите, какого характера напряжения возникают в поперечном сечении при растяжении и сжатии: нормальные или касательные? Объясните, в чем заключается расчет на прочность при кручении? Зарисуйте, как распределены напряжения по сечению при растяжении и сжатии? Расскажите, почему для деталей, работающих на кручение, выбирают круглое поперечное сечение? Запишите формулу для расчета нормальных напряжений при растяжении и сжатии. Дайте определение полярному моменту инерции? Какой физический смысл имеет эта величина? Расскажите, что показывает эпюра продольной силы? Напишите формулу для расчета напряжения в любой точке поперечного сечения. Расскажите, в каких единицах измеряется напряжение?  Зарисуйте, как распределяется касательное напряжение при кручении? Запишите, как определяют абсолютное удлинение ступенчатого бруса, нагруженного несколькими силами? Расскажите, какая связь между углом сдвига и углом закручивания? Расскажите, что характеризует модуль упругости материала? Какова единица измерения модуля упругости? Объясните, для чего необходимо рациональное расположение колес на валу? Сформулируйте закон Гука в современной форме при растяжении и сжатии. Расскажите, какие внутренние силовые факторы возникают при кручении? Расскажите, что характеризует коэффициент поперечной деформации? Объясните, изменяются ли длина и диаметр вала после скручивания, почему? Запишите формулы для определения удлинения бруса. Расскажите, какие гипотезы выполняются при деформации кручения? Расскажите, что характеризует произведение АЕ и как оно называется? Объясните, какие деформации возникают при кручении?

Литература

1. Аркуша механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов. - М: Высшая школа, 1989.

2. , Барановский задач по сопротивлению материалов. - М.: Высшая школа, 1990.

3. , Савушкин материалов. - М.: Высшая школа, 1985.

4. Ицкович материалов. - М.: Высшая школа, 1988.

5. Куклин машин. - М.: Машиностроение, 1987.

6. Мархель машин. - М.: Машиностроение, 1986.

7. Никитин механика для техникумов. - М.; Наука, 1988.

8. Олофинская механика: Сборник тестовых заданий. -М.:Форум - Инфра - М, 2002.

9. , , Покровский задач по деталям машин. - М.: Машиностроение, 1984.

10. Файн задач по теоретической механике. - М.: Высшая школа, 1987.

11. , Эрдеди механика. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, Академия, 2001.

12. , Эрдеди машин. - М.: Высшая школа, Академия, 2001.