Общие указания к выбору вариантов заданий

Каждое задание к курсовой работе включает таблицу и рисунки, по которым необходимо составить схему и исходные данные к задаче.

Для определения варианта задания в качестве учебного шифра необходимо использовать номер студенческого билета или шифр, который укажет преподаватель.

Исходные данные к задачам выбирают по прилагаемым таблицам и рисункам в соответствии с учебным шифром и первыми пятью буквами русского алфавита, которые следует расположить под шифром.

Например: шифр 9 8 0 4 6

буквы а б в г д

Из столбцов таблицы, обозначенных внизу буквами, нужно выбрать значение, стоящее в строке, номер которой соответствует цифре шифра, расположенной над буквой. Например, для номера 98046 из столбца, обозначенного буквой "д", выбирается значение, стоящее в строке под номером 6: F = 400 кН (см. фрагмент таблицы).

Фрагмент таблицы

Цифра	F, кН
0 1 2 3 4 5	100 –150 200 –250 300 –350
6	400
7 8 9	–450 500 –550
Буква	д

Четность или нечетность номера определяется по последней цифре шифра. Например, шифр 98046 – четный вариант.

По выбранным данным студент формирует схему конкретной задачи. Для всех расчетных схем принято вдоль бруса располагать ось Z, а в плоскости поперечного сечения – оси X и Y.

В таблице знак "+" для нагрузок означает, что направление силовых факторов на сформированной схеме должно быть таким же, как на исходном рисунке. Знак "–" означает направление, противоположное указанному на исходном рисунке.

Если в таблице исходных данных к задаче какой-либо силовой фактор равен нулю, то на сформированной схеме он будет отсутствовать. Например, q₂ = 0 означает, что на втором участке сформированной схемы отсутствует распределенная нагрузка.

Для отдельных заданий предусмотрены дополнительные указания к выбору схемы и варианта. Эти указания помещены непосредственно в темах заданий.

Темы заданий для курсовой работы

1. Растяжение, сжатие Основные теоретические сведения

Растяжение, сжатие представляют собой простую деформацию, при которой из шести внутренних силовых факторов пять равны нулю, а не равна нулю продольная сила N. Брус, работающий на растяжение, сжатие, называется стержнем.

Продольная сила (N) считается положительной, если ее направление совпадает с направлением внешней нормали к сечению (рис. 1.1).

Рис. 1.1

В поперечных сечениях стержней действуют нормальные напряже-ния , распределенные равномерно по площади сечения и определяемые по формуле (1.1):

, (1.1)

где N – продольная сила в сечении;

А – площадь этого сечения.

Изменение длины стержня l (удлинение или укорочение) в случае, когда N  const, можно определить по формуле (1.2), считая материалы стержней подчиняющимися закону Гука:

, (1.2)

где Е – модуль продольной упругости материала стержня.

Для ступенчатого стержня при условии, что в пределах участка l_i значения N_i = const и A_i = const, перемещение свободного конца стержня определяется суммированием l_i по всем участкам стержня:

. (1.3)

В точках стержня возникает одноосное (линейное) напряженное состояние, когда из трех главных напряжений одно не равно нулю (₁  0, ₂ = ₃ = 0 или ₁ = ₂ = 0, ₃  0). Условие прочности при этом записывается в зависимости от материала стержня (пластичный или хрупкий).

Для пластичных материалов, которые практически одинаково выдерживают растяжение и сжатие, наибольшее напряжение без учета знака не должно превышать допускаемого напряжения

, (1.4)

где [] – допускаемое напряжение для материала стержня.

Для хрупких материалов, лучше выдерживающих сжатие, чем растяжение, условие прочности имеет вид

; , (1.5)

где , – допускаемое напряжение соответственно на растяжение и на сжатие для материала стержня.

В ослабленных сечениях стержня (отверстия, пазы и т. п.) при определении напряжений необходимо учитывать площадь ослабленного сечения.

Задание 1.

Для стержня, загруженного в соответствии с данными, приведенными в табл. 1.1:

а) построить эпюру продольных сил;

б) подобрать из условия прочности размеры стержня круглого и квадратного сечений;

в) определить перемещение свободного конца стержня.

Для четных вариантов исходная схема стержня изображена на рис. 1.2, для нечетных – на рис. 1.3.

Значения допускаемых напряжений можно взять из приложения.

Таблица 1.1	Длина участка, м	l3	0,2	0,4	0,6	0,4	0,6	0,6	0,4	0,2	0,4	0,4	б
		l2	0,4	0,4	0,6	0,2	0,4	0,4	0,6	0,2	0,2	0,4
		l1	0,2	0,4	0,4	0,2	0,2	0,4	0,2	0,4	0,4	0,6
	Распределенная нагрузка, кН/м	q3	5	3	0	–3	–5	5	0	4	–4	–2	в
		q2	5	0	–5	–5	–5	0	2	0	2	–2
		q1	0	5	–5	0	2	5	2	–2	0	–2
	Площадь поперечного сечения	A3	2А	2А	А	3А	А	А	2А	2А	3А	2А	г
		A2	2А	А	2А	2А	А	2А	А	2А	2А	А
		A1	А	А	А	А	2А	А	2А	А	А	2А
	Материал участка стержня	A3	Сталь	Чугун	Сталь	Сталь	Чугун	Чугун	Сталь	Сталь	Медь	Чугун	д
		A2	Чугун								Сталь
		A1		Сталь	Медь			Сталь	Чугун	Медь
	Сила, кН	F3	30	–90	–30	–50	–30	–90	10	60	50	–20	д
		F2	60	–30	–30	20	–80	20	80	–40	–10	–80
		F1	–40	50	–10	10	40	10	–30	10	–20	60
	Цифра		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	Буква

Рис. 1.2 Рис. 1.3