7178
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет» Машиностроительный институт
Кафедра механики
Задания и методические указания
для выполнения контрольных
и расчетно-графических работ
по дисциплине
«СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ»
(ГОС - 2000)
Для студентов всех форм обучения специальности 050501.65 – Профессиональное обучение (Машиностроение и технологическое оборудование) (030500.08)
Екатеринбург 2012
Задания и методические указания для выполнения контрольных и расчетно-графических работ по дисциплине «Сопротивление материалов» (ГОС – 2000). Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т»,
2012. 34 с.
Настоящие задания и методические указания составлены в полном соответствии с Государственным образовательным стандартом специальности 050501.65 Профессиональное обучение.
Составители: доц., канд. техн. наук З.А. Наседкина,
доц., канд. техн. наук А.В. Песков
Одобрены на заседании кафедры механики Машиностроительного института. Протокол от «26» января 2012г., № 5
Заведующий кафедрой ______________ О.С.Лехов
Рекомендована к печати методической комиссией Машиностроительного института РГППУ.
Протокол от «15» февраля 2012 г., № 6
Председатель методической |
|
комиссии МаИ РГППУ |
___________________ А. В. Песков |
©ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессиональнопедагогический университет», 2012
© Наседкина З.А., Песков А.В.
2
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
При изучении курса «Сопротивление материалов» студенты выполняют расчетно-графические работы, состоящие из контрольных задач по основным разделам изучаемого курса. Количество расчетно-графических работ и задач в них определяется учебными планами по соответствующим специальностям.
Контрольные задачи имеют индивидуальный характер: расчетные схемы и числовые данные для каждой задачи выбираются по шифру, состоящему из шести цифр. В зависимости от задания используются все шесть цифр шифра или только несколько цифр шифра.
Шифр определяется по первым буквам фамилии, имени, отчества студента в зависимости от кодов этих букв, приведенных в таблице.
БУКВА |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
К |
Л |
М |
Н |
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КОД |
32 |
48 |
04 |
45 |
24 |
68 |
74 |
81 |
31 |
01 |
38 |
79 |
71 |
69 |
БУКВЫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
БУКВА |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Э |
Ю |
Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КОД |
59 |
75 |
09 |
46 |
67 |
50 |
56 |
89 |
61 |
18 |
29 |
33 |
26 |
30 |
БУКВЫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Например, студент Иванов Николай Петрович. В соответствие с ко-
дами букв (И - 31, Н – 71, П - 59), взятыми из таблицы, составляется индивидуальный шифр - 317159.
Задания выполняются на листах бумаги формата А4 (210x297), а
чертежи к ним (с обязательным соблюдением масштаба) - на миллиметровой бумаге того же формата. Обложка работы оформляется по образцу,
приведенному в приложении 1.
Перед выполнением каждого задания выписываются условия с ис- 3
ходными данными и составляется в масштабе чертеж, на котором указываются численные значения заданных величин.
Все этапы решения нумеруются в соответствие с пунктами, указанными в условии, и снабжаются кратким пояснением.
При расчете вначале выписываются используемые формулы с при-
менением общепринятых буквенных обозначений, затем подставляются исходные данные вместо буквенных обозначений в той же последовательности и после этого производятся требуемые математические вычисления. Все численные расчеты требуется проводить в системе СИ. Окончательные результаты с обязательным указанием размерности в Международной системе СИ выделяются (подчеркиваются или берутся в рамки).
После выполнения расчетно-графические работы предъявляются преподавателю для защиты не позднее срока, предусмотренного учебным планом.
Примечание: Студент должен выбрать тип задачи и размеры в соответствии со своим шифром. Для этого следует написать шифр, а под ним буквы алфавита в определенном порядке.
Например:
3 |
2 |
7 |
1 |
5 |
9 |
|
|
|
|
|
|
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
|
|
|
|
|
|
В таблице буквы стоят в конце колонок с соответствующими данными к задаче. Цифры, стоящие выше букв, показывают из какой строки следует выбрать нужный параметр.
4
Задача 1
Растяжение и сжатие (статически определимая система)
Стальной стержень из стали 40 находится под действием сил F и
собственного веса (рис.1). А – площадь поперечного сечения.
Необходимо:
1.Построить эпюру нормальных сил N.
2.Построить эпюру напряжений σ.
3.Определить, работает ли стержень в условиях упругих деформаций.
4.Построить эпюру относительных деформаций ε.
5.Построить эпюру перемещений δ.
Таблица 1
Данные к задаче 1
Номер |
Схема |
А, |
F1, |
F2, |
a, |
b, |
с, |
строки |
по рис.1. |
см2 |
кH |
кH |
м |
м |
м |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
11 |
11 |
10 |
2,1 |
3,1 |
3,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
12 |
12 |
11 |
2,2 |
3,2 |
3,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
3 |
13 |
13 |
12 |
2,3 |
3,3 |
3,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
14 |
14 |
13 |
2,4 |
3,4 |
3,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
15 |
15 |
14 |
2,5 |
3,5 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6 |
16 |
16 |
15 |
2,6 |
3,6 |
4,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
7 |
17 |
17 |
16 |
2,7 |
3,7 |
4,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
8 |
18 |
18 |
17 |
2,8 |
3,8 |
4,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
9 |
19 |
19 |
18 |
2,9 |
3,9 |
4,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
20 |
19 |
3 |
4 |
4,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е |
Б |
Г |
В |
Д |
Е |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
5
Рис. 1. Схемы к задаче 1
6
Задача 2
Растяжение и сжатие (статически неопределимая система)
Для бруса, изготовленного из стали 40, (рис.2) необходимо:
1.Построить эпюру нормальных сил N.
2.Построить эпюру напряжений σ.
3.Определить, работает ли стержень в условиях упругих деформаций.
4.Определить запас прочности n из выражения n = σ Т / σmax
5.Построить эпюры относительных деформаций ε и перемещений δ.
Таблица 2
Данные к задаче 2
Номер |
Схема |
Площадь |
Нагрузка |
Длины участков |
Зазор |
|||||
строки |
по |
поперечного |
|
|
|
|
|
|
||
|
рис.2 |
cечения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1, |
|
A2, |
F1, |
F2 , |
а, |
b, |
c, |
∆, |
|
|
см2 |
|
см2 |
кН |
кН |
м |
м |
м |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
11 |
|
22 |
110 |
100 |
2,1 |
3,1 |
3,6 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
12 |
|
24 |
120 |
110 |
2,2 |
3,2 |
3,7 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
3 |
13 |
|
26 |
130 |
120 |
2,3 |
3,3 |
3,8 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
14 |
|
28 |
140 |
130 |
2,4 |
3,4 |
3,9 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
15 |
|
30 |
150 |
140 |
2,5 |
3,5 |
4 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6 |
16 |
|
32 |
160 |
150 |
2,6 |
3,6 |
4,1 |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
7 |
17 |
|
34 |
170 |
160 |
2,7 |
3,7 |
4,2 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
8 |
18 |
|
36 |
180 |
170 |
2,8 |
3,8 |
4,3 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
9 |
19 |
|
38 |
190 |
180 |
2,9 |
3,9 |
4,4 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
|
40 |
200 |
190 |
3 |
4 |
4,5 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е |
Б |
|
Д |
Г |
В |
Д |
Е |
А |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
Рис. 2. Схемы к задаче 2
8
Задача 3
Плоское напряженное состояние
Плоское напряженное состояние в точке задано схемой на рис. 3.
Необходимо найти:
1.Главные напряжения и направление главных площадок.
2.Максимальные касательные напряжения, равные полуразности главных напряжений.
3.Относительное изменение объема.
4.Удельную потенциальную энергию деформации.
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
Данные к задаче 3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
Схема |
σx , |
|
σу, |
|
τ xy, |
строки |
по рис.4 |
МПа |
|
МПа |
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
10 |
|
10 |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
20 |
|
20 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
3 |
30 |
|
30 |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
40 |
|
40 |
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
50 |
|
50 |
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6 |
60 |
|
60 |
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
7 |
70 |
|
70 |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
8 |
80 |
|
80 |
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
9 |
90 |
|
90 |
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
100 |
|
100 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Е |
Г |
|
Д |
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
9
Рис. 3. Схемы к задаче 3
10