Типовое контрольное задание

Д ля заданной схемы нагружения стержня, изображенного на рис.3.4, осевыми нагрузками проверить опасные сечения (участок) на прочность, если задано: величина нагрузки F = 10,0 кН, площадь поперечного сечения участка стержня А = 100 мм²; допускаемое напряжение []= 150 МПа, модуль упругости при растяжении-сжатии Е = 210⁵ МПа, длина участка стержня а = 1 м.

Рис.3.4. Расчетная схема задачи

Тема №4. " Кручение. Расчет валов на прочность и жесткость"

Модуль («Механические характеристики материалов.

Условия прочности. Рациональные сечения»)

Ключевые слова: кручение, касательные напряжения, полярный момент инерции.

Вопросы для изучения теоретической части темы

1. Определение деформации при кручение.

2. Условие прочности при кручении.

3. Три вида задач из условия прочности при кручении.

4. Определение углов закручивания вала.

5. Расчет на жесткость валов круглого сечения.

6. Дайте определение полярным моментам инерции и сопротивления вала.

Тесты

1.Условие прочности вала при кручении:

а) τ _max = М_к · W_ρ ≤ [τ];

б) τ _max = | М_к | _max / W_ρ ≤ [τ] ,

в) | М_к | _max ≤ [τ] · W_ρ .

2. Что характеризует W_ρ:

а) площадь сечения

б) напряжение при кручении

в) максимальный угол поворота

3. Полярный момент сопротивления используется при определении касательных напряжений в сечении вала.

а) нет;

б) да;

в) в случае сечения круглой формы .

4. Полярный момент инерции вала используется для определения его жесткости.

а) да;

б) нет;

в) для определения относительного угла закручивания .

Задачи для отработки практической части темы

Задача 1. Для заданной схемы нагружения вала (рис. 4.1) построить эпюры крутящих моментов и углов закручивания; найти опасное сечение и определить диаметр вала из условия его прочности и жесткости, если заданы: величина крутящего момента М = 60 кНм, допускаемое касательное напряжение при кручении [ = 80 МПа, модуль сдвига G = 0,8 10⁵ МПа, допускаемый относительный угол закручивания [ =1 град/м, длина а = 1,0 м.

М 3М 1,5М

а 1,5а 0,8а

Рис. 4.1. Расчетная схема задачи

Задача 2. Для заданной схемы нагружения вала (рис. 4.2) найти опасное сечение и определить диаметр вала из условия его прочности, если заданы: величина крутящего момента М_к = 10 кНм, допускаемое касательное напряжение при кручении [ = 80 МПа, модуль сдвига G = 0,8 10⁵ МПа, длина а = 1,0 м.

Рис. 4.2. Расчетная схема задачи

Задача 3. Для заданной схемы нагружения вала (рис.4.3) построить эпюры крутящих моментов и углов закручивания; найти диаметр вала d из условия его прочности, если заданы: величина крутящего момента М_к = 10 кНм, допускаемое касательное напряжение при кручении [ = 80 МПа, модуль сдвига G = 0,8 10 ⁵ МПа, длина а = 1,0 м.

М

Рис. 4.3. Расчетная схема задачи