Контрольная работа по дисциплине «Механика. Прикладная механика» для студентов заочников электротехнических специальностей, раздел «Сопротивление материалов»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Механика. Прикладная механика»

для студентов заочников электротехнических специальностей

Раздел «Сопротивление материалов»

Задача 1

Проверить прочность и определить перемещение свободного конца стержня. Материал стержня – сталь ([s]=160 МПа, Е=2×105 МПа). Расчетная схема и числовые данные выбираются по рис. 1 и 2 и таблице 1 и 2. F2=1,6 F1.

Таблица 1

Схема	а, м	Р1, кН	Р2, кН	Р3, кН	F1, см2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75	15 20 45 50 35 30 40 25 30 55	60 70 80 75 90 65 75 50 85 77	100 110 122 130 125 120 115 110 90 140	10 11 12 14 12,5 15 20 16 14 13

Примечание: F2 = 1,6F1.

Таблица 2

Схема	, кН	, кН	, кН	, м	, м	, м	F, см2
11	12	4	12	0,2	0,4	0,4	10
12	3	12	15	0,2	0,5	0,3	11
13	5	14	13	0,2	0,4	0,4	12
14	7	16	10	0,2	0,3	0,5	13
15	9	18	8	0,3	0,3	0,4	14
16	14	20	6	0,3	0,6	0,1	15
17	4	10	20	0,3	0,4	0,3	16
18	6	20	18	0,4	0,4	0,2	17
19	8	8	16	0,5	0,3	0,3	18
20	10	6	14	0,6	0,2	0,2	20

Содержание и порядок выполнения задачи:

1. Вычертить стержень в масштабе, указать численные значения заданных величин.

2. Определить значения продольной силы на каждом участке и построить эпюру продольных сил по длине стержня.

3. Рассчитать нормальные напряжения на каждом участке и произвести проверку прочности там, где напряжение достигает наибольшего значения. Построить эпюру нормальных напряжений.

4. Вычислить перемещения свободного конца стержня и построить эпюру перемещений.

Рис.1

11	12
13	14
15	16
17	18
19	20

Рис.2.

Задача 2

Определить размеры сплошного стального вала из условия прочности. Схема и данные на рис. 3 и таблице 3 .

Общие данные: [t]=96 МПа; [q]=0,5 град/м.

Указание: крутящий момент, направление и величина которого не указаны на рисунке, определяется из условия равновесия вала.

Содержание и порядок выполнения работы:

1. Вычертить в масштабе схему вала, указать численные значения заданных величин.

2. Составить уравнения крутящих моментов по участкам и построить эпюру крутящих моментов.

3. Определить размеры вала удовлетворяющие условиям прочности и округлить их до нормализованного значения по ГОСТ 6636-69 (приложение 1).

4. Определить углы закручивания участков вала и построить эпюру углов закручивания.

Таблица 3

Схема	l, м	М1, Нм	М2, Нм	М3, Нм	m, Нм/м	d/D	b/h	k
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	0,20 0,40 0,60 0,80 0,10 0,30 0,50 0,70 0,25 0,35	25 45 65 85 20 30 40 50 60 70	80 125 175 210 240 260 270 290 160 140	330 470 500 490 520 440 430 180 260 190	200 250 300 100 150 170 120 140 180 230	0,50 0,35 0,45 0,85 0,75 0,60 0,70 0,80 0,65 0,55	2,5 2,0 1,0 1,5 2,5 3,0 1,0 2,0 1,5 2,0	1 1,3 1,5 1,7 1,9 1,2 1,4 1,5 1,6 1,8

Приложение 1

Ряд нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69), мм: 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 10; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 35; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 53; 55; 56; 60; 62; 63; 65; 67; 70; 71; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130; 140; 150; 160; 170; 180; 190; 200 (подчеркнутые цифры – предпочтительные значения размеров).

Рис.3.

Задача 3

Для заданной стальной балки определить номер двутавра по ГОСТ 8329-72 из условия прочности по нормальным и касательным напряжениям напряжениям.

Схемы балки и численные данные выбираются из рис. 4, 5, табл. 4, 5.

Таблица 4

Схема	l, м	а, м	b, м	Р, кН	q, кН/м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,5 3,5	0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,15 0,10 0,55	0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15	200 220 240 260 280 300 290 270 250 230	400 450 500 550 600 650 420 440 460 480

Таблица 3

Схема	Р, Н	М, Н·м	q, кН/м	k	а, м
11	1,0 qa	2,0 qa2	20	0,8	1,7
12	1,2 qa	1,2 qa2	22	0,6	1,6
13	1,4 qa	1,0 qa2	24	0,4	1,5
14	1,6 qa	1,5 qa2	26	0,7	1,4
15	1,8 qa	1,4 qa2	30	0,5	1,3
16	1,5 qa	3,0 qa2	32	0,9	1,2
17	1,7 qa	1,1 qa2	34	0,4	1,1
18	1,1 qa	1,6 qa2	36	0,5	1,0
19	1,3 qa	1,8 qa2	38	0,6	0,9
20	2,0 qa	1,1 qa2	40	0,7	0,8

Содержание и порядок выполнения задачи:

1. Вычертить схему балки в масштабе, указать численные значения заданных величин.

2. Составить уравнения равновесия и определить реакции опор.

3. Составить уравнения поперечных сил и изгибающих моментов по участкам и построить их эпюры.

4. Из условия прочности по нормальным напряжениям подобрать номер двутавра.

5. Произвести проверку прочности по максимальным касательным напряжениям и при необходимости увеличить номер двутавра.

Рис.4.

11	12
13	14
15	16
17	18
19	20

Рис.5.