Методические указания по выполнению практических работ

Приложение В

(справочное)

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Омский государственный университет путей сообщения»-

«Омский техникум железнодорожного транспорта»

(ОТЖТ – филиал ОмГУПСа)

СОГЛАСОВАНО:	УТВЕРЖДАЮ:
руководитель научно-методической службы	заместитель директора по учебной работе
__________________	_______________
«___»______________ 201__ г.	«___»________________ 201__ г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению практических работ

Учебная дисциплина	ОП. 2		Техническая механика
			шифр		наименование
Шифр специальностей:			190623
Преподаватель (ли):

Рассмотрен предметно-цикловой комиссией специальности 190623 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог

Протокол № ________________

_____________________

«____» _____________________ 201__ г.

Омск

2011

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка	3
Практическая работа № 2 Расчеты на прочность	4
Приложение А Пример оформления практической работы	7
Перечень рекомендуемых учебных изданий, интернет-ресурсов, дополнительной литературы	12

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методические указания по выполнению практической работы предназначены для студентов очного отделения специальности 190623

Программой учебной дисциплины «Техническая механика» на проведение практических занятий для базового уровня профессионального образования предусмотрено 12 часов. Практические занятия проводятся в учебных кабинетах. Продолжительность каждого занятия 2 часа.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать порядок расчетов на прочность и жесткость, расчетные формулы; распределение нормальных напряжений при чистом изгибе, расчетные формулы; формулы для расчета напряжений в точке поперечного сечения бруса, условия прочности и жесткости при кручении.

Уметь проводить проектировочные и проверочные расчеты на прочность и жесткость при растяжении и сжатии; строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, выполнять проектировочные и проверочные расчеты на прочность, выбирать рациональные формы поперечных сечений; выполнять проектировочные и проверочные расчеты круглого бруса для статически определимых систем, проводить проверку на жесткость, рассчитать брус круглого поперечного сечения на прочность при сочетании основных деформаций.

Студенты предварительно должны подготовиться к занятию: изучить содержание работы на занятии, порядок ее выполнения, повторить теоретический материал, связанный с данной работой.

Методические указания содержат приложение, в котором представлен пример оформления практической работы (приложение А).

Практическая работа № 2

Тема: Расчеты на прочность

Цель работы – уметь проводить проектировочные и проверочные расчеты на прочность и жесткость при растяжении и сжатии.

Задание: Определить разме­ры поперечного сечения тяги для двух случаев: 1) сечение - круг; 2) сечение - уголок равнополочный по ГОСТ 8509-86. Балка АВ, на которую действуют указанные на­грузки, удерживается в равновесии тягой ВС. Принять = 160 МПа. Собственный вес конструкции не учитывать. Письменно ответить на контрольные вопросы и сделать вывод о проделанной работе.

Студент выбирает из таблиц № 1 и 2 задания в соответствии с номером положения фамилии в учебном журнале.

Таблица 1 – Номера вариантов заданий к практической работе № 2

					Вариант
Параметр
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
F, кН	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55
m, кНм	100	110	120	130	140	150	160	170	180	190
q, кН/м	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22

Таблица 2 – Схемы заданий

Пояснения к работе:

Необходимые формулы:

Нормальное напряжение

где N - продольная сила; А - площадь поперечного сечения.

Удлинение (укорочение) бруса

, или ;

E – модуль упругости, l начальная длина стержня.

Допускаемое напряжение

[s] - допускаемый запас прочности.

Условие прочности при растяжении и сжатии:

Пример: Однородная жесткая плита с силой тяжести 10кН, нагруженная силой F = 4,5кН и моментом m = 3кН·м, оперта в точке А и подвешена на стержне ВС. Подобрать сечение стержня в виде швеллера и определить его удлинение, если длина стержня 1 м, материал - сталь, предел текучести 570 МПа, запас прочности для материала 1,5.

Решение 1. Определить усилие в стержне под действием внешних сил. Система находится в равновесии, можно использовать уравнение равновесия для плиты:

RB - реакция стержня, реакции шарнира А не рассматриваем.

,

.

Откуда

По третьему закону динамики реакция в стержне равна силе, действующей от стержня на плиту. Усилие в стержне равно 14 кН.

2. По условию прочности определя­ем потребную величину площади попе­речного сечения: откуда

Допускаемое напряжение для ма­тeриала стержня

3. Подбираем сечение стержня по ГОСТ (Приложение 1). Минимальная площадь швеллера 6,16 см2 (№ 5; ГОСТ 8240-89). Целесообразнее использовать равнополочный уголок №2 (d = 3 ММ), площадь поперечного сечения которого 1,13 см2 (ГОСТ 8509-86).

4. Определить удлинение стержня:

Содержание отчета

1. Титульный лист в соответствии с СТП1.2-2005.

2. Цель работы

3. Задание

4. Выполненная практическая работа в соответствии с заданием

5. Ответы на контрольные вопросы

6. Вывод

Контрольные вопросы

1. Перечислите виды расчетов на прочность;

2. Охарактеризуйте предельные напряжения;

3. Охарактеризуйте допустимые напряжения;

4. Охарактеризуйте механические характеристики;

5. Укажите достоинства и недостатки предельных и допустимых напряжений.

Приложение А

(справочное)

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Филиал государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Омский государственный университет путей сообщения»-

Омский техникум железнодорожного транспорта

Специальность 190304.01 «Техническая эксплуатация подвижного состава

железных дорог» (локомотивы)

Практическая работа № 4

Расчеты на прочность при изгибе

Дисциплина Техническая механика

Студент гр. ЭТХ –

(номер группы, курс)

__________________

(подпись студента) (И., О., Фамилия студента)

________________

(дата)

Преподаватель

_____________________

(подпись преподавателя) (И., О., Фамилия преподавателя)

______________

(дата)

__________________________________

(оценка)

Омск 2008

Цель работы – научиться строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

Задание: На балку действуют сосредоточенные силы F1 и F2. Построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

Решение:

1) рассмотрим участок до точки А с сечением 1-1.

у = 0;

- F1 + Q1 = 0;

Q1+ F1;

Q1 = - 10 кН

Сила - отрицательная.

= 0;

- F1z1 + Mx1=0;

Mx1 = F1z1

Mx – отрицательный

При Z1 = 0; Mx0=0

При ; Мха = - 30 кН

Изгибающий момент меняется по линейному закону, график – прямая линия.

2) рассмотрим участок до точки В с сечением 2-2.

Fy = 0;

- F1 + F2 - Q2 = 0

Q2 = - F1 + F2

Q2 = -10 +20 = 10 кН

Сила положительна.

= 0

- F1z2 + F2 (Z+ Mx2 = 0

- Mx2 = F1z2 - F2 (Z2 - 3)

При

Мха = 10 * 3 = 30 кНм

Мх - отрицательный

При

Знак меняется слева от сечения В – положительный

Поперечную силу и изгибающий моментом определить сразу из зависимостей , не составляя уравнения равновесия участка.

3) рассмотрим участок до точки С с сечением 3- 3.

Q3 = - 10 + 20 = 10 кН – положительна

Для точки В получено два значения изгибающих моментов: из уравнения для участка 2 левее точки В и из уравнения для участка 3 правее точки В.

График поперечной силы участке 3 – прямая линия.

По полученным данным строим эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

Ответы на контрольные вопросы:

1 Изгибом называется вид нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает силовой фактор - изгибающий момент.

2 Правило знаков поперечных сил и изгибающих моментов:

Поперечная сила в сечении считается положительной, если она стремиться развернуть сечение по часовой стрелке, если против,- отрицательной.

Если девствующие на участке внешние силы стремиться изогнуть балку выпуклостью вниз, то изгибающий момент считается положительным если наоборот - отрицательным.

3 Внутренние силовые факторы при изгибе:

При чистом изгибе в поперечном сечении балки возникает только изгибающий момент, постоянный по величине.

При поперечном изгибе в сечение возникает изгиб, момент и поперечная сила.

Изгибающий момент в произвольном сечении балки численно равен алгебраической суме моментов всех внешних сил, приложенных к отсеченной части, относительно рассматриваемого сечения.

Поперечная сила в произвольном сечении балки численно равна алгебраической суме проекций всех внешних сил, действующих на отсеченной части на соответствующую ось.

Перечень рекомендуемых учебных изданий, интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1. Федеральный закон от 01.01.2001 г. . «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации» (с изм. от 7.07.2003 г., 8.11.2007 г., 22 и 23. 07; 26 и 30.12.2008 г.).

2. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов: Учебник для средних учебных заведений. 6-е изд. М.: Высшая школа, 2005.

3. , , Детали машин. М.: Высшая школа, 2007.

4. Детали машин. М.: Инфра-М, 2010.

Дополнительные источники:

1. Методическое пособие. Техническая механика. Расчет механических передач: М.: ГОУ «УМЦ ЖДТ», 2006.

2. М. Сопротивление материалов. М.: ГОУ «УМЦ ЖДТ», 2008.

3. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий: Учебное пособие / . 3-е изд., испр. М.: Форум, 2010.

Электронные образовательные ресурсы:

1. Детали машин: КОП. М.: УМК МПС России, 2003.

2. Сопротивление материалов: КОП. М.: УМК МПС России, 2002.

3. Электронный ресурс «Техническая механика». Форма доступа: technical-mechanics. *****