Министерство общего и профессионального технического образования Российской Федерации

«МАТИ»-Российский государственный технологический университет им. 

Кафедра «Механика материалов и конструкций»

РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ СЛОЖНОМ СОПРОТИВЛЕНИИ

Часть I

Составители:

Москва 2001

Валерий Васильевич Логвиненко

Светлана Павловна Евстратова

Евгений Валентинович Гиацинтов, К. Т.Н. доц.

Александр Васильевич Шаврин, К. Т.Н. доц.

РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ СЛОЖНОМ СОПРОТИВЛЕНИИ

Методические указания к курсовой работе № 2

По курсу «Сопротивление материалов», часть I

ВВЕДЕНИЕ

При эксплуатации самолета многие элементы конструкции испытывают воздействие сложной системы нагрузок. В этом случае в поперечных сечениях элемента возникает несколько разных внутренних силовых факторов, т. е. имеет место сложное сопротивление. Кроме того, сами нагрузки могут прикладываться динамически, с большими скоростями, и изменяться во времени. Необходимость увеличения жесткости некоторых элементов и механизмов требует установки дополнительных спор, что приводит к статически неопределимой системе.

В связи с изложенным выше, курсовая работа №2 посвящена решению задач на сложное сопротивление статически неопределимых систем и задач динамики в сопротивлении материалов.

Часть I.

РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ СЛОЖНОМ СОПРОТИВЛЕНИИ

К элементам конструкции, работающим в условиях сложного сопротивления, относится крыло самолета, на которое в полете действуют распределенные воздушные силы qВ, распределенные массовые силы конструкции qКР и сосредоточенные массовые силы от агрегатов PАГР, размещенных в крыле (рис. 1).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Рис 1.

В этом случае в поперечных сечениях крыла действует поперечная сила Q, изгибающий M и крутящий MК моменты (рис. 2).

Рис 2.

Примером может также служить рычаг I крепления колеса к стойке II шасси самолета (рис. 3). Расчетная схема и эпюры внутренних силовых факторов, возникающих в поперечных сечениях рычага, показаны на

(рис. 4).

Первая часть курсовой работы посвящена построению эпюр внутренних силовых факторов и расчетам на прочность при сложном сопротивлении.

ЗАДАЧА А

Построение эпюр продольных усилий и изгибающих моментов для плоских систем

Для плоской системы, заданной вариантом задания, построить эпюры продольных усилий и изгибающих моментов.

Рис 3.

Рис 4.

Подпись: Примечание: 1. Схема 1-10 включают прямолинейные элементы, расположенные только горизонтально и вертикально. 2. Схемы 11-20 включают также прямолинейные элементы, расположенные наклонно. 3. Схемы 21-30 включают криволинейные элементы. 4. Схемы 31-40 – пространственные системы.
 


Схема

№

1,11,21,31

2,12,22,32

3,13,23,33

4,14,24,34

5,15,25,35

6,16,26,36

7,17,27,37

8,18,2838

9,19,29,39

10,20,30,40

α

м

0,4

0,6

0,5

0,8

0,7

0,9

1,2

0,4

0,5

0,7

q3

kH/м

2

4

6

q2

kH/м

6

4

5

3

q1

kH/м

5

3

2

№

вар

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

M3

кHм

7

M2

кHм

15

8

M1

кHм

10

6

P3

kH

12

P2

kH

8

10

P1

kH

16

14

№

вар

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Подпись: ТАБЛИЦЫ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ К ЗАДАЧАМ А и В. Варианты 1-99

Схема

№

2,13,24,35

3,14,25,36

4,15,26,37

5,16,27,38

6,17,28,39

7,18,29,40

8,19,30,31

9,20,21,32

10,11,22,33

1,12,23,34

α

м

1,2

1,0

0,8

0,5

0,7

0,3

0,9

0,8

0,4

1,0

Подпись: Варианты 100-199 q3

kH/м

6

9

3

q2

kH/м

5

8

7

2

q1

kH/м

4

6

4

№

вар

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

M3

кHм

3

M2

кHм

5

2

M1

кHм

10

4

P3

kH

14

5

P2

kH

12

8

P1

kH

10

№

вар

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

Схема

№

3,15,27,39

4,16,28,40

5,17,29,31

6,18,30,32

7,19,21,33

8,20,22,34

9,11,23,35

10,12,24,36

1,13,25,37

2,14,26,38

α

м

0,4

0,5

0,7

0,6

0,4

0,5

0,4

0,9

0,8

0,7

q3

kH/м

6

2

7

3

q2

kH/м

3

4

5

q1

kH/м

4

5

8

№

вар

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

M3

кHм

6

5

M2

кHм

8

1

M1

кHм

4

2

P3

kH

10

6

P2

kH

5

P1

kH

7

3

№

вар

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

Подпись: Варианты 200-299

Построение эпюр продольных усилий, крутящих и изгибающих моментов для пространственных систем.

Для пространственной системы, заданной вариантом задания, построить эпюры продольных усилий, крутящих и изгибающих моментов.

ЗАДАЧА С

Расчеты на прочность и жесткость при сложном сопротивлении

Для заданного ломаного бруса, имеющего круглые сечения в пределах элементов длинной и , прямоугольное сечение в пределах элемента длинной требуется выполнить следующие расчеты:

1.  Построить эпюры продольных усилий, изгибающих и крутящих моментов.

2.  Определить допускаемые нагрузки и , исходя из заданных размеров прямоугольного сечения элемента бруса длинной .

3.  Определить диаметры круглых сечений элементов бруса длинной и .

4.  Определить величину и направление линейного перемещения кольцевого сечения бруса.

Примечание к задаче С

а). В расчетах на прочность использовать теорию прочности максимальных касательных напряжений.

б). Допускаемое напряжение считать равным =160 МПа. Модуль упругости МПа.

в). Прямоугольное сечение элемента бруса длиной считать ориентированным так, что плоскость наибольшей жесткости совпадает с плоскостью действия максимального изгибающего момента.

Таблицы исходных данных к задаче С

Варианты 0-99.

№

вар.

см

см

см

№

вар.

Схема

см

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

20

25

22

28

30

35

25

22

23

30

25

20

32

22

28

33

23

35

28

20

33

28

25

30

26

25

30

25

33

28

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1,2

1,3

0,9

1,1

0,8

1,3

1,5

1,2

1,1

0,9

3,0

4,0

3,5

2,5

4,5

3,0

2,5

3,0

3,5

4,0

2,5

2,0

2,0

3,0

2,0

2,5

3,0

2,0

2,5

1,5

Варианты 100-199.

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

25

20

30

35

22

23

30

20

28

22

25

22

28

33

25

30

32

35

22

35

28

30

26

30

30

28

32

28

26

33

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

5

6

7

8

9

10

1

2

3

4

1,3

0,9

1,1

1,5

1,2

1,3

0,8

0,9

1,2

1,1

4,0

2,5

3,0

4,0

2,5

3,0

3,5

2,0

2,5

3,0

2,0

3,0

3,0

2,0

2,5

2,0

2,0

3,0

3,5

2,0

Варианты 200-299.

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

40

35

25

30

20

35

22

40

26

38

25

30

40

20

33

38

26

36

22

35

33

28

26

32

30

26

35

26

35

30

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

3

4

5

6

7

8

9

10

1

2

1,1

1,2

1,3

0,9

1,2

0,9

1,3

1,5

0,8

1,1

3,0

4,0

2,5

3,0

3,5

2,0

2,5

4,5

3,0

2,5

2,5

2,0

3,0

2,5

3,0

3,0

3,0

2,0

2,5

3,0

Учебно-исследовательская часть работы.

Расчет на прочность резца.

Для резца, схема нагружения которого приведена ниже, требуется:

1.  Построить эпюры внутренних силовых факторов.

2.  Построить эпюры нормальных и касательных напряжений в опасном сечении.

3.  Определить в опасных точках эквивалентные напряжения по теории наибольших касательных напряжений.

r

0,7

0,705

0,695

0,71

0,69

0,705

0,685

0,72

0,68

0,725

ε

0,3

0,295

0,305

0,29

0,31

0,285

0,315

0,28

0,32

0,775

δ

0,2

0,21

0,19

0,22

0,18

0,23

0,17

0,24

0,16

0,25

γ

0,8

0,79

0,81

0,78

0,82

0,77

0,83

0,76

0,84

0,75

№

вар.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

b

мм

9,5

10

12

16

16

20

25

25

30

35

h

мм

9,5

12

16

20

25

30

30

35

35

35

l

мм

30

27

25

23

22

32

33

34

35

36

PX

H

280

350

700

1050

1400

1750

2100

2450

2800

3150

PY

H

120

150

300

450

600

750

900

1050

1200

2350

PZ

H

800

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

№

вар.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Подпись: ТАБЛИЦА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДАННЫХ
 

СОДЕРЖАНИЕ

Часть I. Стр.

Расчеты на прочность при сложном сопротивлении….. 3

Задача A. Построение эпюр продольных усилий и изгибающих моментов для плоских систем………….… 4

Построение эпюр продольных усилий,

крутящих и изгибающих моментов для

пространственных систем…………..………………….. 15

Расчеты на прочность и жесткость при

сложном сопротивлении………………………………… 15

Учебно-исследовательская часть работы………………. 20