«Қолданбалы механика» кафедрасының оқытушылары Суйеуова Н.Б.,

Сатаева Қ.А. және Чажабаева М.М өңдеп жазған «Материалдар кедергісі .

1 – бөлім. Әдістемелік нұсқаулар және бақылау тапсырмалары»

әдістемелік өңдеме туралы

ПІКІР

«Материалдар кедергісі» пәні бойынша ұсынылып отырған әдістемелік нұсқаулар мен бақылау тапсырмалары құрылыс инженері, мұнайшы және механик-инженер мамандықтарының жеке оқу бағдарламаларының ерекшеліктеріне қарай сәйкестендіріліп өңделген.

Әдістемелік нұсқауда берілген есептеу-жобалау тапсырмалары «Материалдар кедергісі» пәні зерттейтін өзекті мәселелерінің негізін қамтиды. Өңдемеде көрсетілген нұсқаулар, мысалдар және есеп шарттары студенттердің өз бетімен жұмыс жасауын көп жеңілдетеді.

«Материалдар кедергісінен» қазақ тілінде оқу құралдары әзірге аз, жеткіліксіз. Сондықтан, осы нұсқау мемлекеттік қазақ тілінде оқитын студенттер үшін өте тиімді, қарапайым және түсінікті аударылған.

Әдістемелік нұсқау әдістемелік талаптарға сай өңделіп жазылған. Сондықтан, осы нұсқау жариялауға ұсынылады.

«Қолданбалы механика» кафедрасының меңгерушісі

техника ғылымдарыньң кандидаты, доцент Джұмағазиева Ш.Қ.

Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі ш. Есенов атындағы ақтау мемлекеттік университеті

«Көлік және тасымалдауды ұйымдастыру» кафедрасы

Сүйеуова н.Б. Материалдар кедергiсi

Инженерлiк-техникалық, құрылыстық мамандықтарының

күндiзгi бөлiм студенттерiне арналған

бақылау тапсырмалары мен әдiстемелiк нұсқаулар

Ақтау - 2012

УДК 539

ҚҰРАСТЫРУШЫ: Сүйеуова Н.Б. Материалдар кедергісі. Бақылау тапсырмалары мен әдістемелік нұсқаулар. – Ақтау:КМТИУ, 2011, б.27.

РЕЦЕНЗЕНТ: техника ғылымдарының кандидаты, доцент Табылов А.У.

Инженерлiк-техникалық, құрылыстық мамандықтарының күндiзгi бөлiм студенттерiне арналған әдiстемелiк нұсқаулар мен бақылау тапсырмалары.

Ш. Есенов атындағы КМТИУ оқу-әдістемелік кеңесінің шешімімен басылымға шығады.

@ Ш. Есенов атындағы кмтиу

КIРIСПЕ

Материалдар кедергiсi – конструкциялардың (үймереттер мен машиналардың) жеке элементтерiн берiктiкке, қаттылыққа және орнықтылыққа есептеудi үйрететiн ғылым.

Кез-келген мамандық инженерлерiне берiктiкке есептеулердi жиi жүргiзуге тура келедi. Бiр қарағанда білеусiз болатын тетiктiң дұрыс есептелмеуi өте ауыр зардаптарға, тұтас алғанда конструкцияның бұзылуына әкелуi мүмкiн. Есептеулер материалдардың тәртiбiне байланысты жіктелудің әр түрлі жағдайларында және олардың (илемдi, морт) күйiне тәуелдi жұмысына байланысты қарастырылады. Уақытта циклдiк өзгеретiн кернеулер кезiндегi берiктiкке есептеулер, сондай-ақ күштердiң динамикалық әсерлерi жағдайындағы есептеулер қарастырылады.

Бақылау жұмысын орындау тәртiбiне нұсқаулар.

Инженерлiк-техникалық мамандықтарының әрбiр күндiзгi бөлiм студенттерiне курс бойына 12 тапсырма берiлген. Бақылау жұмыстардың көлемі мамандыққа арналған оқу жоспарындағы бекітілген сағат бойынша белгіленеді.

Тапсырманың берiлгендерi төмендегi шарттар бойынша алынады:

1. Студент тапсырманы орындау үшiн берiлген мәндерiн өзiнiң оқу шифры – сынақ кiтапшасының нөмiрiмен кестеден алады. Мысалы, сынақ кiтапшасының нөмiрi 05-02018 болса, соның соңғы үш санын 018 алу керек. Берiлген кестеде тiгiнен реттiк сандар және көлденеңiнен алфавиттiк әрiптер жазылған. әрбiр әрiп пен санның қиылысқан түйiнi студенттiң вариантының мәнi болып табылады:

Шифр – 0 1 8 0 1 8

Әрiп - а ә б в г ғ

2. Бақылау жұмысының бастапқы бетiнде бақылау жұмысының нөмiрi, пәннiң аты, студенттiң толық аты-жөнi, мамандығы мен факультеттiң аты, оқу шифры жазылуы қажет.

3. Әрбiр тапсырма А4-форматты ксерокс қағазына қара және көк сиямен шрифттiк жазумен орындалуы мiндеттi.

4. Тапсырманы есептер алдында берiлген шарты мен сандық мәндерi толық жазылуы керек.

Тапсырма осы аталған нұсқаулар бойынша орындалмаса, есеп тексерусiз қайтарылады.

1 -ТАПСЫРМА

Сатылы болат білеудің көлденең қималары , . бойлық өсінің бойымен және күштері әсер еткен (3 – сурет, 3-кесте). Білеудің N бойлық күшінің,  тік кернеуінің және қималарының  орын ауыстыру эпюрлерін тұрғызыңыз.

1-кесте

Шарт реттік саны	Күш, кН			Ұзындықтар, м			Көлденең қима ауданы, см2
				а	b	с
1	40	90	100	0,3	0,5	0,6	5	10
2	45	80	120	0,3	0.5	0,5	4	12
3	50	85	110	0,4	0,6	0,4	6	14
4	35	70	115	0,4	0,6	0,6	4	10
5	40	75	100	0,5	0,4	0,3	5	15
6	50	80	95	0,5	0,4	0,4	6	18
7	60	70	120	0,3	0,2	0,5	4	12
8	45	60	115	0,4	0,3	0,6	7	10
9	35	65	110	0,2	0,4	0,4	8	14
10	30	90	95	0,5	0,5	0,3	6	16

2-ТАПСЫРМА

Абсолюттi қатты брус топсалы жылжымайтын тiреуге тiрелген және топса көмегiмен екi өзекшемен бекiтiлген (2-сурет, 1 кесте).

Табу керек:

1. Стерженьдердегi iшкi күштi және кернеулердi, оларды Q күшi арқылы өрнектеу керек;

2. Стерженьдердегi ең үлкен кернеудi мүмкiн кернеуге []=160 МПа теңестiру арқылы, мүмкiн Q_доп күштi;

3. Егер =240 МПа, k=1,5 болса, жүйенiң жүк көтеру шегi Q_Т мен мүмкiн Q_доп күшiн;

4. Екiншi және үшiншi шарттардағы мүмкiн күштердi салыстыру.

1-сурет

3 -ТАПСЫРМА

Болат кубик жазықтық кернеулiк жағдайда болатындай сыртқы күштер әсер етедi (бас кернеулердiң бiреуi нөльге тең). (3-сурет, 2-кесте).

Табу керек:

1. бас кернеулер және бас ауданның орналасу бағыты;

2. бас кернеулердiң айырмасының жартысына тең болатын үлкен жанама кернеу;

3. салыстырмалы деформациялар;

4. салыстырмалы көлем өзгерiсi;

5. деформацияның меншiктi потенциялық энергиясы.

2-кесте

Қатар нөмiрi	3 -сурет бойынша схемалар	Кернеулер, МПа
		бх	бу	х
1	I	10	10	10
2	II	20	20	20
3	III	30	30	30
4	IV	40	40	40
5	V	50	50	50
6	VI	60	60	60
7	VII	70	70	70
8	VIII	80	80	80
9	IX	90	90	90
0	X	100	100	100
	ғ	в	г	ғ

4-ТАПСЫРМА

Швеллер мен теңбүйiрлi бұрыштық, немесе қоставр мен теңбүйiрлi бұрыштық, немесе швеллер мен қоставрдан құрастырылған берiлген көлденең қималар үшiн табу керек (4-сурет, 5- кесте).

Табу керек:

1. қиманың ауырлық ортасы;

2. ауырлық ортасы арқылы өтетiн (х_с, у_с) остерге байланысты остiк және центрден тепкiш инерция моменттерi;

3. бас орта остердiң бағыты;

4. бас орта остерге байланысты инерция моменттерi;

5. қиманы 1 : 2 масштабымен сызып, өлшемдерiн көрсету.

3-сурет

3-кесте

Қатар нөмiрi	4- сурет бойынша схемалар	Швеллер	Тең бүйiрлi бұрыш	Қоставр
1	I	14	80х80х8	12
2	II	16	80х80х6	14
3	III	18	90х90х8	16
4	IV	20	90х90х7	18
5	V	22	90х90х6	20а
6	VI	24	100х100х8	20
7	VII	27	100х100х10	22а
8	VIII	30	100х100х12	22
9	IX	33	125х125х10	24а
0	X	36	125х125х12	24
	ғ	в	г	ғ

5 -ТАПСЫРМА

Болат бiлiкке үш белгiлi момент: М₁, М₂, М₃ әсер етедi. (5-сурет, 4 -кесте).

Табу керек:

1. бiлiктiң оң жақ шеткi қимасының бұралу бұрышы нөльге тең болатын Х моментiнiң мәнi;

2. анықталған Х моментiнiң мәнiн ескерiп, бұралу моментiнiң эпюрасы;

3. берiлген [] мәнi бойынша бiлiктiң диаметрiн табу және оны 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 мм-лерге жуықтау;

4. бұралу бұрышының эпюрасын тұрғызу;

5. ең үлкен салыстырмалы бұралу бұрышын (1 м ұзындықта);

4- кесте

Қатар нөмiрi	4 -сурет бойынша схемалар	Арақашықтық, м			Моменттер, Н*м			, МПа
		a	b	c	М1	М2	М3
1	I	1.1	1.1	1.1	1100	1100	1100	35
2	II	1.2	1.2	1.2	1200	1200	1200	40
3	III	1.3	1.3	1.3	1300	1300	1300	45
4	IV	1.4	1.4	1.4	1400	1400	1400	50
5	V	1.5	1.5	1.5	1500	1500	1500	55
6	VI	1.6	1.6	1.6	1600	600	1600	60
7	VII	1.7	1.7	1.7	1700	700	1700	65
8	VIII	1.8	1.8	1.8	1800	800	1800	70
9	IX	1.9	1.9	1.9	1900	900	1900	75
0	X	2.0	2.0	2.0	2000	1000	2000	80
	ғ	в	г	ғ	в	г	ғ	б

6 -ТАПСЫРМА

Берiлген екi арқалықтың әр бөлiгi үшiн Q және М өрнектерiн жазып, олардың эпюрасын тұрғызу керек және М_max табу керек:

(а) суретi үшiн [= 8 МПа болса, дөңгелек ағаш арқалықтың диаметрiн;

(б) суретi үшiн = 160 МПа болса, қоставрлы болат арқалықтың нөмiрiн таңдау. (6-сурет, 5- кесте)

4 - сурет

5-кесте

Қатар нөмiрi	6 -сурет бойынша схемалар	l1	l2	Пролет үлесiмен берiлген арақашықтықтар			М, кН*м	Тең әсерлi күш Р, кН	q, kH/м
		м		а1/а	а2/а	а3/а
1	I	1,1	6	1	9	1	10	10	10
2	II	1,2	7	2	8	2	20	20	20
3	III	1,3	3	3	7	3	3	3	3
4	IV	1,4	4	4	6	4	4	4	4
5	V	1,5	5	5	5	5	5	5	5
6	VI	1,6	6	6	6	1	6	6	6
7	VII	1,7	7	7	7	2	7	7	7
8	VIII	1,8	8	8	8	3	8	8	8
9	IX	1,9	9	9	9	4	9	9	9
0	X	2,0	10	10	10	5	10	10	10
	ғ	г	ғ	в	г	ғ	в	г	ғ

5-сурет

6-сурет

6-сурет

7 –ТАПСЫРМА

Берiлген арқалық үшiн есептеу керек (7-сурет, 6 -кесте):

1. Сол жақтағы бекiтпенiң июшi моментi (ql²- үлесi арқылы);

2. Q және М эпюраларын тұрғызу;

3. Иiлу сызығының эпюрасын тұрғызу;

6- кесте

Қатар нөмiрi	Схема				k
	7 -сурет бойынша	8- сурет бойынша
1	I	I	0.1	0.1	1.5
2	II	II	0.2	0.2	2
3	III	III	0.3	0.3	3
4	IV	IV	0.4	0.4	4
5	V	V	0.5	0.5	5
6	VI	VI	0.6	0.6	6
7	VII	VII	0.7	0.7	7
8	VIII	VIII	0.8	0.8	8
9	IX	IX	0.9	0.9	9
0	X	X	1.0	1.0	10
	ғ	ғ	в	г	е

8 –ТАПСЫРМА

Өзгермелi көлденең қималы арқалықтың бекiтiлмеген шетiнiң иiлуiн есептеу керек (8-сурет, 6- кесте).

9 –ТАПСЫРМА

Шойын қысқа өзекшенiң көрсетiлген көлденең қимасындағы А нүктесiне сығатын Р күшi тiк әсер етедi. (9-сурет, 7-кесте)

Табу керек:

1. Көлденең қимадағы ең үлкен созатын және сығатын кернеулердi Р күшi арқылы өрнектеп табу;

2. Шойынның мүмкiн кернеулерi [_с] ж„не [_р], қиманың өлшемдерi белгiлi болса, мүмкiн Р күшiн есептеу.

7-сурет

10-сурет

11 -ТАПСЫРМА

Ұзындығы болат өзекше Р күшiнiң әсерiнен сығылады.(19-сурет, 14- кесте)

Табу керек:

1. Сығылу кезiндегi [] = 160 МПа болса, көлденең қима өлшемдерiн (есептеу тiзбектелген жуықтау арқылы жүргiзiледi, алғашқы тұрақты  =0,5);

2. Критикалық күштi және орнықтылықтың қор коэффициентi.

12-ТАПСЫРМА