Построение эпюр Расчеты на прочность Контрольная работа

Выполнение курсовой работы по сопромату

Расчеты на прочность по допускаемым напряжениям.

Чтобы конструкция была работоспособна необходимо, чтобы максимальные напряжения в ней не превышали определенной величины, характерной для данного материала и условиями работы

,

где  предельное напряжение для материала;

нормативный коэффициент запаса.

О выборе . Укрупненные рекомендации:

 пластичные материалы;

 хрупкие материалы.

О необходимости коэффициента запаса. О выборе

Отношение  называют допускаемым напряжением-. Тогда условия прочности примут вид

.

Схема решения трех основных задач курса сопротивления материалов.

Геометрические характеристики сечений – (1/-/-).

Расчет ферм Понятие фермы. Определение усилий в стержнях плоской фермы методом вырезания узлов.

Внутренние силы. Метод сечения Сопротивление тел, оказываемое внешними воздействиями, обуславливается наличием в них внутренних сил, природа которых объясняется молекулярным строением материи. Внутренние силы – это результат взаимодействия частиц одного и того же тела. Величина внутренних сил зависит от величины действующих на тело внешних сил, и характеризует прочность тела, и является объектом нашего изучения.

Растяжение сжатие Продольные силы и определение напряжений.

Моменты инерции

Механические характеристики материалов Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали и характеристики ее участков.

Дифференциальные зависимости при изгибе При изгибе справедливы следующие дифференциальные зависимости при изгибе.  

Касательные напряжения при изгибе Рассмотрим прямой поперечный изгиб. При этом нормальные напряжения с небольшой погрешностью определяются по формулам (2) и (3), а от действия поперечных сил  в ПС появляются касательные напряжения, определяемые по формуле Жуковского  (4)

Понятие об устойчивости Известно, что равновесие АТТ может быть устойчивым, неустойчивым и безразличным. Пример: равновесие шарика на гладкой вогнутой, выпуклой поверхности и на плоскости. Аналогичные явления наблюдаются и для деформируемых тонкостенных конструкций. Пример с сжатой линейкой: если сила меньше некоторого критического значения, линейка устойчива,  неустойчива,  безразличное равновесие.

Формула Ясинского Когда формула Эйлера неприменима (за приделом упругости) для определения критической силы можно воспользоваться эмпирической формулой Ясинского П.Ф.

Изгиб с кручением

Расчет цилиндрических витых пружин Этот расчет проводится по формулам теории кручения, так как в поперечном сечении проволоки возникает крутящий момент и поперечная сила. Касательные напряжения от кручения на много больше, чем от сдвига и равны

Стальной параллелепипед (Е = 2.0×105 МПа, n = 0.3), помещенный между абсолютно жесткими плитами, сжимается силой N = 250 кН. Определить давление на плиты, если а = 50 мм, b = 100 мм.

Квадратная стальная пластинка (Е = 2.0×105 МПа, n = 0.25), размерами 200´200 мм нагружена по торцам напряжениями s1 = 200 МПа и s2 = 200 МПа. Определить изменения длин сторон квадрата, его площади и объема пластинки при ее упругой деформации. Трением пренебречь.

Между абсолютно жесткими плитами плотно вставлен стальной стержень (Е = 2.0×105 МПа, n ) прямоугольного сечения a´b = 40´20 мм длиной l = 60 мм. Вычислить коэффициент Пуассона n и укорочение Dl стержня, зная, что под нагрузкой N = 100 кН давление стержня на плиты р = 40 МПа. Трением пренебречь

Вычислить упругую объемную деформацию бетонного куба ABCD (Е = 2.0×104 МПа, n = 0.17) с длиной ребра а = 100 мм, сжимаемого с помощью шарнирного механизма усилиями, равномерно распределенными по четырем граням, при условии, что Р = 500 кН.

Главные напряжения, действующие в стальной полосе (Е = 2.0×105 МПа, n = 0.25) размерами 300´100´10 мм, равны: s1 = 120 МПа,
s2 = 60 МПа. Вычислить изменения всех размеров полосы и ее объема при упругой деформации.

Рассчитать на прочность

Как меняются размеры и объем стальной пластины a´b´c = 200´100´5 мм (Е = 2.0×105 МПа, n = 0.3) при ее упругой деформации под действием главных напряжений s1 = 100 МПа, s2 = 50 МПа?

Резиновый стержень (Е = 100 МПа, n = 0.45) квадратного сечения a´а = 10´10 мм длиной 50 мм вставлен без зазора между двумя стальными плитами. Как изменятся его размеры и объем и какое давление он будет оказывать на плиты при упругой деформации под действием силы N = 0.2 кН?

Медный кубик (Е = 1.1×105 МПа, n = 0.35) с ребром а = 100 мм вложен без зазоров в гнездо стальной плиты, деформациями которой можно пренебречь. Вычислить деформации сторон кубика и проверить его прочность.

Стальной кубик (Е = 2.0×105 МПа, n = 0.25) с ребром а = 50 мм и медный (Е = 1.0×105 МПа, n = 0.36) с ребром 2а поочередно сжимаются на прессе. Определить величину соотношения между сжимающими их усилиями N1 и N2, вызывающими одинаковые упругие укорочения.

Доказать, что если на некоторой площадке в окрестности точки М при плоском напряженном состоянии нормальные напряжения sa экстремальны, то касательные ta обращаются в нуль.

Доказать, что если на некоторых площадках в окрестности точки М касательные напряжения обращаются в нуль (ta = 0), то действующие на них нормальные напряжения sa экстремальны.

В растянутом стержне в одном из наклонных сечений возникли напряжения sa = 80 МПа и ta = 60 МПа. Определить положение этой площадки, а также действующие в стержне максимальные нормальные и касательные напряжения.

В стальном растягиваемом стержне (Е = 2.0×105 МПа, n = 0.25, sТ = 200 МПа) в наклонном сечении (a = 30°) действует нормальное напряжение sa = 100 МПа. Определить действующие в стержне максимальные нормальные и касательные напряжения и оценить его прочность.

План лекции

Статические моменты и центр тяжести.

Моменты инерции.

Изменение моментов инерции при параллельном переносе и повороте осей.

Главные оси и главные моменты инерции.

Главные моменты инерции простейших сечений

 

Краткое содержание лекции

8.1 Статические моменты и центр тяжести

Статическими моментами называют следующие интегралы (рисунок 1):

 

Рисунок 1

 

Пусть известны статические моменты относительно осей , параллельных осям , но смещенных на расстояния  и .

Найдем статические моменты относительно осей :

 и 

Расстояния  и можно подобрать так, чтобы было . Ось, относительно которой статистический момент равен нулю, называется центральной осью. Расстояние от произвольных осей  и  до центральных осей определяется по формуле

 (2)

и называют координатами центра тяжести сечения. Отсюда следует, что статический момент относительно любой оси можно вычислить как произведение площади на расстояние от оси до центра тяжести сечения:

   (3)

Если сечение имеет ось симметрии, то центр тяжести всегда лежит на этой оси. Для определения центра тяжести сложные сечения разбивают на простейшие фигуры.


На главную