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Вуз: Предмет: Файл:
Расчет прямых стержней на прочность.Методичесие...doc
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17.11.2019
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Задача № 2

Для прямого стержня, нагруженного крутящими моментами (схема нагружения № 1 или № 2), необходимо:

  1. Записать выражение крутящего момента M(z) и построить его график.

  2. Подобрать из расчета на прочность по теории наибольших касательных напряжений диаметр круглого поперечного сечения.

  3. Подобрать из расчета на прочность размеры кольцевого сечения при условии .

  4. Сравнить веса выбранных стержней.

  5. Найти величину и направление главных напряжений в опасной точке одного из стержней.

Численные значения выбрать из таблицы под схемой нагружения по указанной строке варианта.

Схема нагружения № 1

L1

L2

m

d

+

+

+

+

+

+

+

a

D

b

е

c

l

№ вар

l

[м]

a

[м]

b

[м]

c

[м]

е

[м]

L1

кНм

L2

кНм

m

кНм/м

[σ]

МПа

1

0,4

0,2

0,4

0

0,3

12

-1,7

4,0

0,8

103

2

0,5

0,4

0,2

0

0,5

1

-2,2

3,7

0,5

109

3

0,4

0,4

0,2

0,1

0,3

1,5

-1,9

4,6

0,6

119

4

0,6

0,4

0,6

0,1

0,2

1,5

1,8

-4,0

0,8

120

5

0,8

0,5

0,7

0,4

0,8

1,2

2,4

3,6

0,7

122

6

0,8

0,3

0,6

0,4

0,8

-2,6

-1,1

5,4

0,8

134

7

0,6

0,4

0,6

0,1

0,5

1,5

-2,9

3,4

0,8

114

8

0,8

0,5

0,3

0,6

0,8

-2,5

1,5

3,9

0,6

142

9

0,5

0,3

0,5

0,1

0,2

-1,2

1,4

3,9

0,6

113

10

0,4

0,2

0,4

0,1

0,2

-1,7

1,6

3,7

0,9

120

11

0,8

0,3

0,7

0,1

0,5

-1,5

-2,3

6,3

0,8

100

12

0,8

0,8

0,1

0,3

0,5

-2,5

1,3

4,5

0,5

113

13

0,4

0,1

0,3

0,2

0,4

0,9

-1,5

3,7

0,8

121

14

0,5

0,3

0,5

0,1

0,5

-2,4

1,7

5,4

0,6

102

15

0,6

0,2

0,5

0,4

0,6

1

-2,6

5,5

0,6

126

16

0,7

0,7

0,3

0,3

0,7

2,2

1,7

-6,4

0,5

117

17

0,4

0,3

0,1

0

0,4

-1

2,2

6,6

0,6

151

18

0,6

0,6

0,1

0,2

0,4

1,5

-2,9

5,3

0,6

161

19

0,5

0,3

0,5

0,1

0,4

1,5

1,8

3,7

0,6

164

20

0,5

0,4

0,3

0,2

0,5

-2,1

1,4

5,7

0,5

124

21

0,4

0,4

0,2

0

0,3

-0,6

-0,1

5,2

0,7

122

22

0,8

0,6

0,8

0,6

0,8

0,5

-0,9

8,1

0,7

150

23

0,4

0,3

0,1

0,2

0,4

-0,5

0,5

7,6

0,7

167

24

0,5

0,3

0,5

0

0,5

-0,2

0,4

7,3

0,9

166

25

0,8

0,6

0,8

0

0,6

-0,7

0,6

8,7

0,7

129

26

0,6

0,3

0,1

0,2

0,6

-0,5

-0,3

5,6

0,7

100

27

0,6

0,5

0,6

0,1

0,5

-0,5

0,3

6,9

0,5

131

28

0,4

0,4

0,2

0

0,1

0,9

-0,5

6,4

0,6

177

29

0,4

0,1

0,2

0

0,3

-0,4

0,7

7,1

0,8

162

30

0,6

0,3

0,1

0

0,4

1

-0,6

8,9

0,7

171

Схема нагружения № 2

L2

L1

m

+

+

+

+

+

+

+

d

a

D

b

c

l

е

№ вар.

l

[м]

a

[м]

b

[м]

c

[м]

е

[м]

L1

кНм

L2

кНм

m

кНм/м

[σ]

МПа

1

0,5

0

0,3

0,1

0,5

0,2

0,7

3,6

0,5

115

2

0,4

0,2

0,1

0

0,4

1,0

0,2

3,4

0,8

115

3

0,5

0

0,1

0,2

0,5

0,5

-0,9

3,9

0,6

115

4

0,7

0,3

0,5

0,1

0,7

0,5

0,8

-4,3

0,8

123

5

0,7

0

0,3

0,3

0,7

-1,1

0,4

6,0

0,5

101

6

0,4

0,2

0,3

0,3

0,4

-0,6

-0,1

5,9

0,8

112

7

0,4

0,2

0

0,2

0,4

0,5

-0,9

4,6

0,8

104

8

0,4

0,1

0,2

0

0,3

-0,5

0,5

5,6

0,5

112

9

0,8

0,6

0

0,2

0,8

-0,2

0,4

4,3

0,6

130

10

0,6

0,4

0

0,3

0,6

-0,7

0,6

6,6

0,7

115

11

0,8

0,3

0,7

0,2

0,8

-0,5

-0,3

4,1

0,7

136

12

0,4

0,1

0,2

0

0,4

-0,5

0,3

3,5

0,9

157

13

0,6

0,4

0

0,2

0,6

0,9

-0,5

6,0

0,6

117

14

0,5

0,4

0

0,4

0,5

-0,4

0,7

3,9

0,6

111

15

0,5

0,1

0,4

0,3

0,5

1

-0,6

7,5

0,8

159

16

0,4

0,3

0,2

0

0,2

0,2

0,7

4,4

0,6

121

17

0,5

0,1

0,2

0,3

0,5

1,0

0,2

5,1

0,6

138

18

0,8

0,6

0,4

0

0,8

0,5

-0,9

6,5

0,5

100

19

0,4

0,1

0,3

0,2

0,4

0,5

0,8

3,8

0,9

115

20

0,5

0

0,2

0,3

0,4

0,1

0,4

3,8

0,5

130

21

0,4

0,2

0

0,1

0,3

-0,6

-0,1

5,8

0,8

107

22

0,6

0,3

0,5

0,2

0,4

0,5

-0,9

4,7

0,9

165

23

0,7

0,2

0,1

0,4

0,5

-0,5

0,5

4,3

0,7

132

24

0,4

0

0,3

0,2

0,3

-0,2

0,4

5,0

0,7

135

25

0,6

0

0,4

0,4

0,6

-0,7

0,6

6,0

0,8

172

26

0,7

0

0,3

0,4

0,6

-0,5

-0,3

8,0

0,8

152

27

0,4

0,4

0,2

0

0,4

-0,5

0,3

5,4

0,7

185

28

0,4

0

0,2

0,1

0,3

0,9

-0,5

6,9

0,9

153

29

0,5

0,4

0,2

0

0,5

-0,4

0,7

7,0

0,7

177

30

0,8

0,2

0,4

0,6

0,8

1

-0,6

7,9

0,8

116

Задача № 3

Поперечный изгиб

Для прямого стержня, нагруженного по схеме № 1 или № 2 и имеющего указанное в таблице сечение необходимо:

  1. Найти положение центра тяжести поперечного сечения.

  2. Найти главные центральные моменты инерции поперечного сечения.

  3. Записать выражения для поперечной силы Qy(z) и изгибающего момента Mx(z).

  4. Построить графики этих функций.

  5. Вычислить нормальные напряжения в крайних точках опасного поперечного сечения (Mx max).

  6. Построить эпюру нормальных напряжений по высоте опасного сечения.

  7. Вычислить наибольшие касательные напряжения в поперечном сечении, где действует Qy max.

  8. Проверить прочность стержня по нормальным и касательным напряжениям.

Численные значения выбрать из таблицы под схемой нагружения по указанной строке варианта.

Схема нагружения № 1

P1

P2

L1

L2

q

a

b

c

d

e

f

l

№ вар

l

[м]

a

[м]

b

[м]

c

[м]

d

[м]

e

[м]

f

[м]

P1

кН

P2

кН

q

кН/м

L1

кНм

L2

кНм

[σ]

МПа

1

1,1

0,1

0,6

0

-

0

0,4

0,4

-1,1

8

1,2

0

114

2

1,7

0,2

0,7

0,1

-

0

0,7

-2,6

0,2

9

0,1

0

115

3

1

0,5

0,8

0,1

-

0,2

0,7

-1

1,1

9

-0,3

0

109

4

1,3

0,7

0,8

0,3

-

0

0,7

-1,8

-1,3

9

-0,8

0

107

5

2,1

0,2

0,8

0,4

-

0

1

-0,5

-0,8

10

-1

0

135

6

1,2

0,3

0,8

0

-

0,1

0,7

0,9

-1

8

-1,3

0

113

7

1,2

0,3

0,7

0,5

-

0

0,8

-2,1

-1,3

11

-1,8

0

126

8

2,2

0,7

1,0

0,6

-

0,3

1

0,2

-0,8

11

-1,6

0

131

9

1

0,6

0,7

0

-

0,4

0,7

3,1

-1,6

12

1,9

0

115

10

1,8

0,4

-

0,3

0,7

0,3

0,9

-2,3

0

8

-0,1

-0,1

150

11

1,3

0,8

-

0,5

0,7

0,3

0,9

-3,8

0

10

0,2

0,2

141

12

2,5

0,3

1,0

0,5

2,5

0,7

0,9

-1,6

-2,0

11

0,1

0,1

154

13

2,9

0,3

-

0,4

0,8

0,7

0,8

-2,3

0

8

-0,3

-0,3

141

14

1,8

0,8

-

0,8

0,5

0

0,4

-1,8

0

13

-0,8

-0,8

106

15

2,4

0,3

1,0

0,8

2,4

0,1

0,7

-1,6

-2,0

10

0,4

-1

157

16

2,1

0,7

0,6

0

-

0,3

0,9

1,4

-2,1

10

0,2

0

153

17

2,8

0,6

0,8

0,6

-

0,6

0,8

3,6

1,2

-12

0,1

0

138

18

2,3

0,2

0,8

0,2

-

0,5

0,6

-1,9

1,1

8

-0,3

0

132

19

2

0,6

0,7

0,5

-

0,3

0,6

-0,8

-0,3

12

-0,8

0

106

20

2,7

0,6

0,7

0,3

-

0,5

1

-0,5

-0,8

10

-1

0

137

21

1,2

0,6

0,7

0,5

-

0,6

0,9

0,9

-1

9

-0,3

0

162

22

1,5

0,8

0,6

0,3

-

0,3

0,6

-0,1

-0,3

13

-0,8

0

154

23

3

0,2

0,6

0,3

-

0,2

1

0,2

-0,8

11

-0,6

0

160

24

2,3

0,3

0,8

0,1

-

0,7

0,9

0,1

-0,6

12

0,9

0

110

25

1,3

0,8

-

0,4

0,7

0,4

1

-0,3

0

13

-0,1

-0,1

154

26

2,3

0,4

-

0

0,7

0,2

0,4

-0,8

0

11

0,2

0,2

163

27

1,8

0,2

-

0,4

0,8

0

0,9

-1

0

13

0,1

0,1

168

28

2,4

0,4

-

0,1

0,5

0,7

1,4

-0,3

0

11

-0,3

-0,3

142

29

1,1

0,3

-

0,1

0,5

0,5

0,7

-0,8

0

14

-0,8

-0,8

191

30

2,1

0,5

-

0,7

0,6

0,3

0,9

-0,6

0

16

0,4

-1

164

Схема нагружения № 2

L1

P1

P2

q

a

b

c

d

e

f

l

№ вар.

l

[м]

a

[м]

b

[м]

c

[м]

d

[м]

e

[м]

f

[м]

P1

кН

P2

кН

q

кН/м

L1

кНм

[σ]

МПа

1

1

0,2

0,6

0

0,6

0

0,4

4

-1

10

2

101

2

1,3

0,3

0,7

0,1

0,6

0

0,8

6

2

11

1,5

105

3

1,1

0,6

0,8

0,2

0,8

0

0,8

-1

1,5

10

-3

107

4

2

0,2

0,8

0,3

0,5

0,1

0,9

-1,8

-1,3

11

-2,8

112

5

1,8

1

0,8

0,2

0,5

0,2

0,7

-1,5

-1,8

13

-1,6

125

6

2,2

0,3

0,8

0

0,5

0,1

0,8

1,9

-1,9

14

-1,3

132

7

2,2

0,3

0,7

0,1

1,7

0,5

0,8

-2,1

-1,3

15

-1,8

136

8

2,4

0,3

0,7

0,1

1,7

0,2

0,9

1,2

-2,8

14

-1,6

125

9

2,3

0,9

0,7

0,6

1,5

0,7

1

1,1

-2,6

13

1,9

101

10

1,6

1

-

0,3

0,7

0,2

0,8

-1,3

0

10

-2,1

106

11

1,5

0,3

-

0,3

0,9

0,7

1

-0,8

0

13

0,2

114

12

1,5

0,6

-

0,2

1,2

0,7

1,5

-4,1

0

13

0,1

133

13

1,5

0,7

-

0,2

1,1

0,3

0,7

-3,3

0

14

-0,3

121

14

2,2

0,3

-

0,8

1,7

0,7

1,7

-2,8

0

12

-0,8

127

15

2

0,5

-

0,5

1,5

0,3

0,7

-3,6

0

14

0,4

162

16

2

0,3

0,6

0,2

1,5

0

0,8

1,4

-5,1

14

0,2

121

17

2,2

0,6

0,8

0,6

1,7

0,6

1,6

-6,6

2,2

14

0,1

124

18

2,8

0,7

0,8

0,7

2,2

0,3

0,6

-1

0,1

10

-0,3

132

19

1,1

0,6

0,7

0,5

0,6

0,7

0,9

-0,8

-0,3

18

-0,8

103

20

1,7

0,2

0,7

0,8

1,5

0,3

1,7

-0,5

-0,8

17

-1

166

21

1,1

0,9

0,7

0,1

0,8

0,6

1

1,9

-4,2

18

-0,3

111

22

1

0,5

0,6

0,5

0,5

0,2

2,6

-4,1

-1,3

16

-0,8

173

23

2,3

0,2

0,6

0,2

1,6

0,4

1,0

1,2

-6,8

18

-0,6

131

24

2,1

0,7

0,8

0,1

1,5

0,1

1,4

1,1

-6,6

16

0,9

107

25

2,1

0,4

-

0,6

1,6

0,3

1,8

-8,3

0

11

-0,1

179

26

2,6

0,5

-

0,8

2,0

0,1

1,4

-6,8

0

17

0,2

100

27

2,9

0,2

-

0,6

1,8

0,5

2,7

-14

0

18

0,1

195

28

1,6

0,7

-

0

1,5

0

1,6

-8,3

0

15

-0,3

146

29

2,4

1

-

0,4

2,2

0,2

1,8

-7,8

0

19

-0,8

144

30

1,8

0,3

-

0,2

1,1

0,3

0,7

-0,6

0

10

0,4

138

Поперечные сечения стержней (к задаче №3):-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1

a

4

1 5

1

a

6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

2 4

2 5

2 6

2 7

2 8

2 9

3 0

Таблица данных к задаче №3

п/п

Сечение угловое неравно-полочное

Сечение угловое равнополоч-ное

Сечение швеллерное

Сечение двутавровое

a

мм

b

мм

1

10/6,3

12,5 с

12

12

126

24

2

6,3/4

7

10

10

60

12

3

7/4,5

14

14

16

149

13

4

5/3,2

7,5с

8

10

86

19

5

8/5

6,3

16

14

127

21

6

7,5/5 с

8 в

16

16

176

25

7

9/5,6

7,5

18

16

136

12

8

18/11

9

24в

22

180

18

9

9/5,6 в

8

10

12

125

13

10

16/10

5 с

18

16

82

16

11

5,6/3,6

4,5

8

10

89

18

12

7/5,5в

12,5 в

10

14

174

13

13

8/5в

6,3

16

14

141

24

14

10/6,3 с

10 в

10

16

72

12

15

12,5/8d

11

20

16

137

18

16

14/9

16в

22

20

186

23

17

10/6,3

6,3

20

18

149

21

18

9/5,6с

9 в

20

16

96

18

19

20/12,5

8 с

22

18

105

12

20

12,5/8

5,6

16

20

61

23

21

10/6,3d

4,5

10

12

90

13

22

7/4,5

11в

14 а

16

102

25

23

6,3/4

12

14

87

17

24

11/7

18а

24

20

179

24

25

9/5,6

7

16

18

145

18

26

7/4,5

8 с

14 в

20

116

13

27

14/9в

10

20

16

91

18

28

8/5

10 с

12

16

172

14

29

12,5/8

7,5

18

10

163

14

30

7/5,5с

9

12

12

121

12

Задача № 4

Растяжение с изгибом

Для прямого стержня, нагруженного по схеме № 1 и № 2 и имеющего указанное поперечное сечение, необходимо:

  1. Определить положение центра тяжести поперечного сечения.

  2. Вычислить главные центральные моменты инерции поперечного сечения.

  3. Привести все силы к оси стержня.

  4. Записать выражения продольной силы N(z), поперечной силы Qy(z) и изгибающего момента Mx(z).

  5. Построить эпюры этих функций.

  6. Выбрать опасное сечение.

  7. Записать уравнение и построить нулевую линию в опасном сечении.

  8. Вычислить напряжение в опасных точках этого сечения.

  9. Построить эпюру нормальных напряжений в опасном сечении.

  10. Проверить прочность стержня.

Численные значения выбрать из таблицы под схемой нагружения по указанной строке варианта.

С

L

хема нагружения № 1

P1

P2

a

α

b

c

l

№ вар.

l

[м]

a

[м]

b

[м]

c

[м]

r

[мм]

P1

[кН]

P2

[кН]

L

[кНм]

[σ]

[МПа]

1

1,7

0,2

0,3

0,2

15

0,5

1

0,1

110

102

2

1,4

0,1

0,4

0,3

12

0,5

1

0,1

-170

100

3

1,7

0,3

0,5

0,3

11

4

4

1,2

-150

120

4

1,3

0,2

0,3

0,4

14

-3

-3

0,6

190

115

5

2,2

0,3

0,4

0,7

40

0,8

1

0,2

210

118

6

1,9

0,2

0,6

0,8

13

-1,6

-2

0,3

190

146

7

2,5

0,3

0,3

0,6

23

3,2

8

1

-190

158

8

1,7

0,2

0,4

0,8

24

-0,4

-1

0,1

180

153

9

2

0,3

0,3

0,2

9

3,5

7

1,1

-320

101

10

3

0,2

0,3

0,4

22

7

7

-1,4

-110

163

11

1,8

0,3

0,5

0,2

11

-5

-5

1,5

170

158

12

2,4

0,3

0,3

0,7

25

8,8

11

2,6

350

162

13

2,5

0,1

0,2

0,8

16

-12

-15

1,2

360

109

14

2,8

0,1

0,2

0,5

18

5,2

13

0,5

-340

152

15

2,4

0,3

0,4

0,7

17

-2,4

-6

0,7

400

155

16

1,6

0,2

0,6

0,3

29

-7

-14

1,4

370

116

17

2,3

0,1

0,2

0,8

22

5

10

0,5

-390

143

18

2,4

0,1

0,2

0,5

17

11

11

1,1

-410

134

19

1,1

0,3

0,6

0,4

16

-15

-15

4,5

260

159

20

2,7

0,3

0,4

0,6

19

7,2

9

2,2

170

169

21

1,9

0,1

0,4

0,8

24

-2,4

-3

0,2

140

134

22

1,6

0,3

0,5

0,4

10

6,4

16

1,9

-290

100

23

1,5

0,3

0,2

0,3

25

-1,6

-4

0,5

130

149

24

1,4

0,2

0,5

0,3

27

9

18

1,8

-210

127

25

2,7

0,3

0,2

0,4

16

20

20

6

-110

140

26

1,2

0,2

0,6

0,5

20

-29

29

5,8

170

138

27

2,5

0,3

0,6

0,3

15

16

20

4,8

120

111

28

1,2

0,2

0,2

0,8

13

-4,8

-6

1

170

156

29

2,2

0,1

0,5

0,2

27

1,2

3

0,1

-430

184

30

2,3

0,3

0,5

0,6

26

-9,2

-23

2,8

430

147

С

L

хема нагружения № 2

P1

P2

a

α

b

c

l

№ вар

l

[м]

a

[м]

b

[м]

c

[м]

r

[мм]

P1

[кН]

P2

[кН]

L

[кНм]

[σ]

МПа

1

1

0,2

0,5

0,3

11

-0,5

-1

0,1

100

103

2

1,1

0,1

0,3

0,4

12

1

2

0,1

-120

109

3

1,1

0,3

0,5

0,2

21

1

1

0,3

-210

102

4

1,5

0,2

0,3

0,2

24

-2

-2

0,4

130

100

5

1,2

0,2

0,5

0,7

23

1,6

2

0,3

240

124

6

1,1

0,2

0,5

0,6

40

-5,6

-7

1,1

150

118

7

1

0,1

0,3

0,8

13

3,2

8

0,3

-230

132

8

2,2

0,2

0,4

0,2

31

-2,8

-7

0,6

270

111

9

2,2

0,3

0,2

0,4

17

2

4

0,6

-300

106

10

2,4

0,3

0,2

0,6

14

4

4

1,2

-200

133

11

1,2

0,2

0,4

0,2

22

-6

-6

1,2

200

152

12

2,9

0,3

0,4

0,3

27

9,6

12

2,9

180

129

13

1,7

0,3

0,3

0,8

37

-8

-10

2,4

340

101

14

2,1

0,3

0,3

0,2

28

1,6

4

0,5

-120

134

15

2,6

0,1

0,3

0,7

10

-5,2

-13

0,5

360

146

16

2,2

0,2

0,6

0,8

18

-6,5

-13

1,3

400

159

17

1,8

0,3

0,6

0,2

34

4,5

9

1,4

-110

129

18

2,5

0,3

0,4

0,6

29

1

1

0,3

-380

103

19

2,4

0,3

0,4

0,6

25

-20

-20

6

420

131

20

1,3

0,3

0,4

0,8

20

16

20

4,8

350

156

21

1,2

0,2

0,4

0,7

39

-19,2

-24

3,8

220

125

22

1

0,1

0,2

0,3

30

5,6

14

0,6

-130

154

23

2,9

0,3

0,2

0,4

10

-7,6

-19

2,3

230

171

24

1,7

0,3

0,4

0,5

34

9,5

19

2,9

-340

142

25

2,1

0,2

0,3

0,5

33

4

4

0,8

-280

155

26

1,7

0,3

0,4

0,3

38

-5

-5

1,5

380

109

27

2,8

0,1

0,6

0,7

42

0,8

1

0,1

170

141

28

1,4

0,3

0,2

0,3

49

-22,4

-28

6,7

220

169

29

1,7

0,3

0,6

0,8

43

8,4

21

2,5

-400

181

30

1,3

0,2

0,3

0,8

50

-11,2

-28

2,2

150

115

Поперечные сечения стержней (к задаче №4):

1

2

3

4

5

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

2 4

2 5

2 6

2 7

2 8

2 9

3 0

Задача № 5

Косой изгиб

Для прямого стержня, нагруженного горизонтальными и вертикальными нагрузками по схеме № 1 и № 2 и имеющего указанное сечение, необходимо:

  1. Определить положение центра тяжести поперечного сечения.

  2. Вычислить главные центральные моменты инерции поперечного сечения.

  3. Вычертить поперечное сечение в масштабе на отдельном листе с указанием основных осей и необходимых размеров.

  4. Записать уравнения поперечных сил и изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

  5. Построить эпюры этих величин.

  6. Выбрать опасное сечение и найти в этом сечении изгибающие моменты относительно главных осей инерции.

  7. Найти положение нулевой линии в опасном сечении.

  8. Определить положение опасных точек и замерить их координаты.

  9. Вычислить нормальные напряжения в этих точках.

  10. Построить эпюру нормальных напряжений в опасном сечении по нормали к нулевой линии.

  11. Проверить прочность стержня.

Численные значения выбрать из таблицы под схемой нагружения по указанной строке варианта.

Схема нагружения № 1

Py

Px

Lx

Ly

a

b

l

№ вар.

l

[м]

a

[м]

b

[м]

Px

[кН]

Py

[кН]

Lx

[кНм]

Ly

[кНм]

[σ]

[МПа]

1

1,1

0,2

0,9

1

4,1

0,9

1

100

2

1

0,5

0,6

2

4,2

0,8

1

109

3

1,6

0,6

1,4

3

3,3

0,9

2

106

4

1,3

0,3

1,2

4

2,2

1,5

3

107

5

1,4

0,4

1,3

5

5,2

1,3

4

115

6

1

0,3

1

6

3,6

0,9

5

102

7

1,9

0,6

1,8

7

5

0,8

7

135

8

2

2

0,4

8

4,8

1,5

6

122

9

2

0,2

1,9

9

3,6

1,7

3

130

10

1,6

0,9

1,5

10

5,8

1,5

2,5

138

11

2,8

0,7

2,8

3,3

4,6

1,4

3,3

151

12

2,5

0,5

2,5

4,4

4,4

2,1

4,4

100

13

2,4

2,1

1,7

4,6

6,6

2

4,6

121

14

2,3

2,3

1,8

3,6

6

0,8

1,8

116

15

2,4

1,8

0,9

5,5

2,5

0,8

3,1

109

16

1,5

0,7

1,4

4,5

4,1

2,5

4,1

123

17

2,8

1,2

2,7

3,5

4,2

3,7

2,7

153

18

2,6

1,5

2,5

2,5

3,3

1,3

2,8

127

19

2,8

1,4

2,5

1,5

2,2

2,6

1,8

165

20

2

1,3

1,7

1,7

5,2

2

1,7

133

21

1,5

1,4

1,5

2,7

3,6

3,6

1,9

165

22

1,8

1,6

1,8

3,7

5

1,1

2,1

102

23

2

2

1,7

4,7

4,8

2,8

3,5

141

24

2,5

1,7

2,5

5,7

3,6

4,5

6,9

172

25

2

1,4

1,9

6,7

5,8

3,5

6,5

149

26

2,7

2,7

1,7

2,8

4,6

4

4,2

121

27

1,6

0,9

1,3

8,7

4,4

4,9

3,9

121

28

2,6

2,6

1,5

2,4

6,6

0,8

2

172

29

1,4

0,8

1,4

1,9

6

5

0,8

182

30

2,3

1,5

2,2

1,1

2,5

4,5

2,9

137

Схема нагружения № 2

Py

Px

Lx

Ly

a

b

l

№ вар.

l

[м]

a

[м]

b

[м]

Px

[кН]

Py

[кН]

Lx

[кНм]

Ly

[кНм]

[σ]

[МПа]

1

1,3

1,2

0,4

1,2

2,2

0,8

1,2

108

2

1

0,2

0,6

1

2,8

1

1,3

103

3

1,2

0,4

0,6

1,2

3,1

0,8

2,1

110

4

1,3

1,3

0,4

1

2,2

2

2,3

126

5

1,4

0,6

1

1

2,5

1,7

2,3

117

6

1,8

1,2

0,3

1,3

2,2

0,8

2,5

129

7

1,3

0,9

1,2

1,3

3,2

0,9

2,5

105

8

1,2

1,2

0,8

2,1

2,2

0,8

1,9

107

9

1,2

0,7

1

2

2,9

2,3

2

121

10

2,2

1,7

0,4

1,6

3

1,9

3

114

11

2,1

0,9

1,7

3,1

4,7

1,5

3,2

138

12

2,3

1,9

0,7

3,4

4,6

2,9

2,7

118

13

1,7

1,5

0,9

1,3

5,2

0,9

3,4

111

14

1,9

0,6

1,6

1,9

2,7

2

2,5

154

15

1,6

0,8

1,3

3,9

5,7

2,6

3,8

121

16

1,3

1,3

0,2

1,8

4,6

3,1

3,1

167

17

2,4

1,9

0,7

2,3

4,1

2,2

1,9

160

18

2,3

0,7

1,7

1,5

5,4

1,3

4,1

135

19

1,4

0,7

1

1,3

2,8

2,5

3,5

130

20

2,4

0,9

2,3

1,2

5,2

0,8

2,6

160

21

2,3

2,3

0,7

1

2,3

4,1

1,3

128

22

1,5

0,8

1,4

1,9

6,1

3,6

3,9

117

23

1

0,4

0,8

1,4

5,7

0,8

3,9

168

24

1

0,7

1

4,1

4,8

2,9

4,1

112

25

1,2

0,7

1

5,2

2,5

1,7

4,6

104

26

1,1

0,6

0,4

2

2,3

2,3

4,2

120

27

2,2

2,2

0,9

4,8

2,6

2

3,4

147

28

1

0,4

0,6

2,2

5,2

1,7

1,9

105

29

2,8

2,8

0,3

2,3

4,3

5,1

5,1

166

30

2,1

0,4

1,9

5,3

5,9

4,3

1,3

185

Поперечные сечения стержней (к задаче №5):

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

2 4

2 5

2 6

2 7

2 8

2 9

3 0

Таблица данных к задаче №5

п/п

Сечение угловое неравно-

полочное

Сечение угловое равнополоч-ное

Сечение швеллерное

Сечение двутавровое

a

мм

b

мм

1

10/6,3

12,5 с

12

12

196

26

2

8/5

7

10

10

60

12

3

7/4,5

14

16

179

27

4

5/3,2

5

8

10

86

19

5

6,3/4

10с

16

14

127

39

6

7,5/5 с

16с

16

16

176

18

7

9/5,6

14в

18

16

136

33

8

11/7

20

24 в

22

180

21

9

9/5,6 в

8

10

12

125

40

10

7/5

12,5в

18

16

82

34

11

10/6,3

8

10

189

32

12

7,5/5

12,5 в

10

14

174

19

13

8/5

6,3

16

14

141

38

14

10/6,3 с

10 в

10

16

72

11

15

20/12,5

18в

20

16

137

14

16

18/11

22с

22

20

186

39

17

16/10в

16а

20

18

149

37

18

14/9с

14с

20

16

96

39

19

16/10

18

22

18

105

19

20

12,5/8с

12,5

16

20

61

11

21

10/6,3

10

12

90

12

22

14/9в

14 а

16

192

17

23

6,3/4

12,5с

12

14

87

12

24

18/11в

18с

24

20

179

37

25

9/5,6

7

16

18

145

15

26

7/4,5

8 с

14 в

20

116

14

27

14/9

10

20

16

91

37

28

8/5

10 с

12

16

172

11

29

6,3/4

11с

18

10

183

13

30

11/7с

9

12

12

121

17

Задача № 6

Изгиб с кручением.

Для прямого стержня, нагруженного по схеме № 1 и № 2, необходимо:

  1. Записать выражение для поперечной силы Qy(z), изгибающего Mx(z) и крутящего Mk(z) моментов.

  2. Построить эпюры этих функций.

  3. Выбрать опасное сечение.

  4. Определить диаметр круглого поперечного сечения из расчета на прочность по теории наибольших касательных напряжений.

  5. Для выбранного стержня определить величину и направление главных напряжений в опасной точке.

Численные значения выбрать из таблицы под схемой нагружения по указанной строке варианта.

Схема нагружения № 1

L1

L3

L2

P1

q

+

D

+

b

a

c

d

e

f

l

№ вар

l

[м]

a

[м]

b

[м]

c

[м]

d

[м]

e

[м]

f

[м]

P1

кН

q

кН/м

L1

кНм

L2

кНм

L3

кНм

[σ]

МПа

1

1,5

0,9

0,6

1,4

0

0,5

1

-0,8

-11

-0,5

-

-

108

2

1,7

1,3

0,5

0,6

0

0,5

1,5

0,9

12

-0,8

-

-

106

3

1,9

0,7

1,5

0,5

0,2

0,6

0,8

1

-13

0,9

-

-

102

4

1,4

1

0,6

0,5

0

0,8

0,9

-1,2

14

1

-

-

131

5

1,1

0,3

0,5

1

0,3

0,4

0,5

-0,5

-15

-1,2

-0,5

-

102

6

1,2

0,3

1

0,8

0,4

0,5

0,9

-0,8

16

-0,5

-0,8

-

124

7

1,7

1

0,7

1,7

0,4

0,5

0,3

0,9

-17

1,5

0,9

-

112

8

2,1

1

0,3

1,5

0,6

0,8

1,8

1

18

-

1

-

102

9

2,4

0,8

0,9

0,7

0,4

1

1,8

-1,2

-19

-

-1,2

-

102

10

2,4

0,7

0,4

1,7

0,6

1

1

-0,5

12

-

-0,5

-

142

11

1,7

0,8

0,5

0,9

0,3

0,8

1

1,5

-11

-

1,5

-

142

12

2,4

1,6

1

0,9

0,6

1,5

0,3

-0,8

12

1

0,5

-0,5

145

13

1,5

1

0,5

0,8

0,1

0,7

0,7

0,9

-13

1,5

0,8

-0,8

129

14

1,9

1,9

0,4

0,9

0,4

0,5

0,7

1

14

0,5

0,9

0,9

159

15

1,4

0,6

0,3

1,3

0,4

0,6

0,5

-1,2

-15

-0,8

-1

1

120

16

1,5

0,3

0,8

0,6

0,2

0,9

0,9

-0,8

16

-0,5

-

-

156

17

2,7

2

0,4

1

0,7

1,7

0,6

0,9

-17

-0,8

0,3

-

111

18

2,5

0,3

1

0,9

0,4

0,8

1,8

1

18

0,9

-

-

124

19

1,7

0,4

1

0,8

0,5

0,6

0,3

-1,2

-19

1

0,6

-

120

20

1,2

1

0,4

0,7

0,2

0,6

0,3

-0,5

10

-1,2

-0,5

-

113

21

1,9

0,4

0,6

1

0,3

0,4

1,9

-0,8

-11

-0,5

-0,8

-

172

22

2,6

0,5

0,3

1,6

0,5

1

0,6

0,9

12

1,5

0,9

-

100

23

2,7

1

0,7

0,8

0,3

0,9

2

1

-13

-

1

1,7

195

24

1

0,7

0,8

0,3

0,4

0,5

0,6

-1,2

14

-

-1,2

-

159

25

2,2

0,8

1,9

0,9

0,5

0,9

0,4

-0,5

-15

-

-0,5

1,5

194

26

2

1,3

0,8

0,6

0

0,6

0,3

1,5

16

-

1,5

-

108

27

2,6

2,6

0,9

1

0,1

0,6

0,3

-0,8

-17

1

0,5

-0,5

113

28

2,0

1

0,3

1,7

0,3

0,9

0,7

0,9

18

1,5

0,8

-0,8

135

29

1,3

0,7

0,8

0,4

0,6

0,9

0,7

1

-19

-0,5

-0,9

0,9

156

30

1,2

1

0,3

1,2

0,6

0,9

0,8

-1,2

10

-0,8

-1

1

194

С

L1

L3

L2

P1

хема нагружения № 2

q

+

+

a

D

b

c

e

d

f

l

l

[м]

a

[м]

b

[м]

c

[м]

d

[м]

e

[м]

f

[м]

P1

кН

q

кН/м

L1

кНм

L2

кНм

L3

кНм

[σ]

МПа

1

1,1

0,6

0,8

0,9

0

0,5

0,8

-0,5

-11

-0,9

-1,2

-1,2

101

2

1

0,5

0,2

0,6

0

0,7

0,1

0,8

12

1

0,5

-0,5

112

3

1,3

1

0,1

0

0,2

0,9

0,1

14

-13

-1,2

-1,5

1,5

106

4

1,5

0,2

1,3

0,1

0,3

0,9

0,3

-8

14

-0,5

-0,5

-1,6

100

5

1,6

1

1,2

0,2

0

0,9

0,3

9

-15

-1,5

-0,8

-0,5

106

6

1,6

0,2

1

0,5

0,2

0,4

0

11

16

1

0,9

-0,8

115

7

1,4

0,2

0,7

0

0,4

1,4

0,5

-12

-17

2

1

0,9

137

8

1,4

0,1

0,8

1

0

0,4

0,6

-5

18

-0,5

-1,2

1

133

9

1

0,2

0,8

0,4

0,3

0,6

0

8

-19

-0,8

-0,5

-1,2

144

10

1,3

0,6

0,1

0,3

0,1

0,7

0,6

-15

20

0,9

1,5

-0,5

121

11

2,5

0,4

0,2

2,2

0,3

0,4

0

-8

-11

1

1,5

1,5

141

12

1,1

1,1

0,4

0,3

0,7

1

0,6

9

12

-1,2

-1

-0,8

148

13

1,2

0

1,2

0,6

0,5

0,7

0,2

10

-13

-0,5

-2

0,9

139

14

2

0,2

0,8

0,5

0,8

1,8

0,7

-12

14

-1,5

-0,5

1

147

15

2

1,1

2

0,3

0,1

0,8

0,7

-5

-15

1

0,8

-1,2

144

16

2,9

0,3

1,5

0,2

0,5

2,5

0,8

-0,5

16

0,9

1,2

-1,2

101

17

1,6

1,2

0,8

0,1

0,5

0,7

0

0,8

-17

-1

-0,5

-0,5

160

18

3

1,1

2,4

1,8

1,6

2,7

0,3

-1,4

18

-1,2

-1,5

1,5

134

19

1,9

0,5

0,7

0

0,3

0,4

1,4

-0,8

-19

-0,5

-0,5

-1,6

117

20

2,2

0,5

0,1

0,6

0,4

0,7

1,4

0,9

13

-1,5

-0,8

-0,5

148

21

1,2

0,6

0,1

0,8

0,3

0,7

0,1

1

-8

1

0,9

-0,8

153

22

2,4

2,1

1,5

0,7

0,6

0,9

0,4

-1,2

-9

2

1

0,9

178

23

2,7

0,7

0,2

0,4

1,3

1,9

2,3

-0,5

10

-0,5

-1,2

1

101

24

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1,7

2,6

2

0

1,6

0,9

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8

-0,8

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163

25

1,5

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179

72