Сопротивление материалов. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа (стр. 3 )

Диаметр стального прутка, из которого сделано звено якорной цепи 15 мм. Определить напряжение в поперечном сечении звена, учитывая только деформацию растяжения и принимая, что нагрузка распределена на обе стороны звена поровну (Р = 25кН).

Задача № 4.

Построить эпюры продольной силы и нормальных напряжений. Р1 = 50 кН, Р2 =  30 кН, Р3 = 90 кН, А= 5 см2.

  Р3  Р2  Р1

Задача № 5.

Построить эпюры продольной силы и нормальных напряжений, если Р = 15 кН, А1 = 10 см2, А2 = 20 см2.

  Р

  А1  А2

Задача № 6.

Построить эпюры продольной силы, нормальных напряжений и перемещения свободного конца бруса. Р1 = 20 кН, Р2 = 60 кН, Р3 = 120 кН; а = 0,2 м, b = 0.4 м, с = 0,8 м; А1 = 5 см2, А2 = 10 см2, А3 = 15 см2; Е = 2 105 мПа.

  Р3

  Р2  Р1

abc

  А3  А2  А1

Задача № 7

Определить напряжение в опасном сечении траверсы крана при подъеме груза весом 0,2 МН, а также вычислить коэффициент запаса прочности, если предел текучести 230 МПа.

  5

20 

  2  22

  200200  200 

Задача  8.

Определить допускаемую величину растягивающей силы для пенькового каната диаметром 40 мм, если предел прочности материала каната 50 МПа, а нормативный коэффициент запаса прочности равен 5.

Задача 9.

Определить диаметр звена цепи для подъема изделия массой 2000кг, если предел прочности материала звеньев цепи 400 МПа, нормативный коэффициент запаса прочности равен 8.

Задача 10.

Какого диаметра должны быть колонны гидравлического пресса, развивающего усилие 5 МН, если их число 4, допускаемое напряжение 70 МПа.

Задача 11.

Рым – болт с резьбой М30 (внутренний диаметр 26,6 мм) ввернут в изделие массой 2000 кг. Какое напряжение возникнет в верхнем сечении нарезанной части стержня рым – болта при подъеме изделия с постоянной скоростью.

Задача 12.

Определить требуемый диаметр стержня, изготовленного из стали, имеющей предел текучести 260 МПа и растягиваемого силой 32 кН, нормативный коэффициент запаса прочности равен 2.

1. Тестирование по теме занятия.

2. Решение ситуационных задач.

3. Задание для контрольной работы студентов: задачи №1, № 2

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2

Тема. Определение крутящих моментов и касательных напряжений при  деформации кручения. Расчеты  на прочность и жесткость при кручении.

Цель занятия: освоить применение метода сечений для определения крутящих моментов, научиться строить эпюры крутящих моментов и касательных напряжений. Освоить методику расчетов деталей, испытывающих деформацию кручения, решение задач с проверочными и проектными расчетами.

Основные понятия по теме:

Деформация кручения; Крутящий момент; Кручение бруса круглого поперечного сечения; Характер распределения касательных напряжений; Полярный момент инерции; Связь крутящего момента с передаваемой мощностью и частотой вращения; Угол закручивания. Условие прочности для круглого бруса; Условие жесткости; Расчет цилиндрических винтовых пружин; Оценка прочности конструкции.

Задача 1.

Построить эпюры крутящих моментов.

Задача 2.

Построить эпюры крутящих моментов, касательных напряжений, если М1 = 200 Нм, М2  = 400 Нм, М3 = 300 Нм, d1 = 40 мм, d2 = 60 мм, d3 = 50 мм, а = 0,1 м, [ф] =  =25 МПа.

D1  ddd

  2,5a  1,5a  1,5a  1,5a  2a 

Задача 3.

Определить относительный угол закручивания стального вала диаметром 80 мм, касательное напряжение, если он передает мощность 420 кВт при угловой скорости 100 рад/c.

Задача 4.

Определить для расчетной схемы М2 и максимальное касательное напряжение, если М1 = 400 Нм, d1 = 40 мм, d2 = 60мм, цА = 3цВ.

  В  А

  0,8м  0,8м  0,8м 

Задача 5.

Определить диаметр вала из условий прочности и жесткости, допускаемое напряжение 60 МПа, допускаемый угол закручивания 3 град/м, М1 = М2 = 400 Нм, М3 = 600 Нм, а = b = с = 2 м.

  аbc

Задача 6.

Определить диаметр приводного вала, передающего мощность 15 кВт при угловой скорости 300 об/мин, если допускаемое напряжение 40 МПа.

Задача 7

Определить размеры вала и полный угол закручивания. Допускаемое напряжение 40 МПа, М1 = М3 = 200 Нм, М2 = 600 Нм, а = b = c = 0,4 м.

  а  bc

Задача 8.

Определить диаметр стального вала, вращающегося с угловой скоростью 100 рад/с и передающего мощность 100 кВт. Допускаемое напряжение 40 МПа, допускаемый угол закручивания 0,5 град/ м, G = 8 104 МПа.

Задача 9.

Подобрать размеры сечения трубчатого вала, передающего момент 6 кНм, при соотношении диаметров с = d/D = 0.8 и допускаемом напряжении 60 МПа.

1. Тестирование по теме занятия.

2. Решение ситуационных задач.

3. Задание для самостоятельной работы студентов: задачи №4.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3

Тема. Определение изгибающих моментов и поперечной  силы при деформации изгиба. Расчеты на прочность и жесткость при изгибе.

Цель занятия: познакомиться с основными внутренними силовыми факторами, возникающими при деформации изгиба. Научиться применять метод сечений к их определению, строить эпюры для различных схем нагружения балок. Научиться проводить расчет конструкций, испытывающих деформацию изгиба, оценивать прочность сечения, выбирать размеры и номер стандартных профилей.

Основные понятия по теме:

Изгиб, классификация изгиба; Поперечные силы и изгибающие моменты; Опоры и опорные реакции; Правило знаков для изгибающих моментов и поперечной силы; Эпюры внутренних усилий при деформации изгиба; Дифференциальная зависимость между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределенной нагрузки; Нормальные напряжения при чистом изгибе; Касательные напряжения при поперечном изгибе. Расчет на прочность по нормальным и касательным напряжениям; Виды расчетов на прочность; Осевой момент инерции и осевой момент сопротивления; Стандартные профили; Перемещение поперечных сечений балок при изгибе; Упругая линия и ее дифференциальное уравнение; Определение линейных и угловых перемещений поперечных сечений для простейших случаев нагружения; Понятие о расчете на жесткость.

Задача 1.

Построить эпюры изгибающих моментов и поперечной силы:

а) М1 = 10 кНм, М2 = 30 кНм.  б) Р = 10 кН, а = 2м.

  Р  3Р 

  А  а  а 

  М1  М2  2Р 

в)  М = 20 кНм, q = 10 кН/  г)  Р = 20 кН, а = 3 м.

  М  q  Р  Р  Р 

  А  а  а  а

4 м5 м

д) М1 = 10 кНм, М2 = 20 кНм, Р = 10 кН, q = 5 кН/м, а = d = 4м, b = 3 м, с = 1 м.

  М1q  М2q

  Р 

  а  bcd

Задача 2.

Определить требуемый номер профиля для балки, состоящей из двух поставленных рядом швеллеров. Р = 10 кН, [у] = 140 МПа.

  2Р  Р

  2м  2м 

Задача 3.

Проверить прочность двутавровой балки № 24а, с осевым моментом сопротивления Wх = 317 см3, предел текучести 240 МПа, нормативный коэффициент запаса прочности равен 1,5. М = 30 кНм, q = 20 кН/м.

  М  q

  2м  3м 

Задача 4.

Подобрать размеры поперечного сечения для балки квадратного сечения, если момент равен 5 кНм, а допускаемое напряжение 160 МПа.

  М 

  1м  2м 

Задача 5.

Определить допускаемую нагрузку для балки прямоугольного поперечного сечения, если допускемое напряжение 10 МПа.

  Р  Р 

20 см

0,5 м0,5 м1 м

12 см

Задача 6.

Определить максимальное напряжение в поперечном сечении двутавровой балки № 22а, если ее длина 10 м, Р = 40 кН, q = 20 кН/м.

Q

  Р

1м  4м  4м  1м

1. Тестирование по теме занятия.

2. Решение ситуационных задач.

3. Задание для самостоятельной работы студентов: задачи № 5 .

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4

Тема. Расчет на прочность валов при изгибе с кручением.

Цель занятия: пользуясь принципом независимости действия сил научиться определять нормальные и касательные напряжения в отдельных характерных точках сечения бруса при сложном сопротивлении.

Основные понятия:

косой изгиб; уравнение нулевой линии; изгиб с растяжением; расчет эквивалентного напряжения по теориям прочности при изгибе с кручением.

1. Тестирование по теме занятия.

2. Решение ситуационных задач.

3. Задание для самостоятельной работы студентов: задачи № 7.

7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).

Лабораторный практикум не предусмотрен учебным планом.

8. Примерная тематика курсовых работ (если они предусмотрены учебным планом ОП).

Курсовые работы не предусмотрены учебным планом.

9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы студентов.

Таблица5.

№	Модули и темы	Виды СРС	Неделя семестра	Объем часов	Кол-во баллов
обязательные	дополнительные
Модуль 1. Введение. Деформация растяжения-сжатия. Сдвиг.
Метод сечений. Внутренние силы. Напряжения.	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме	10	5
Растяжение и сжатие. Закон Гука. Построение эпюр.	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме, выполнение домашнего индивидуального задания	10	18
Сдвиг (срез).	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме	10	5
Всего	30	0-28
Модуль 2. Геометрические характеристики плоских сечений. Кручение. Деформация изгиба.
Геометрические характеристики сечений.	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме, выполнение домашнего индивидуального задания	10	0-10
Кручение. Крутящий момент.	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме, выполнение домашнего индивидуального задания	10	0-13
Прямой изгиб. Опорные реакции балок. Поперечная сила и изгибающий момент.	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме, выполнение домашнего индивидуального задания	10	0-13
30	0-36
Модуль 3. Теории прочности. Сложное сопротивление. Прочность при переменных нагрузках.
Устойчивость сжатых стержней.	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме, выполнение домашнего индивидуального задания	10	0-13
Гипотезы прочности.	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме	10	0-5
Сложное сопротивление.	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме, выполнение домашнего индивидуального задания	10	0-13
Прочность при переменных нагрузках.	Чтение лекций и дополнительной литературы, тестирование по теме	10	0-5
Всего	0-36
Итого	100	0-100

10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).