Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовая работа - Расчет на прочность и жесткость при растяжении-сжатии.doc
Скачиваний:
397
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
3.07 Mб
Скачать

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра сопротивления материалов

Курсовая работа

по сопротивлению материалов

Тема: Расчет стержневых систем на прочность и жесткость.

Должность/

группа ТЭС-211

Ф.И.О.

Дата

Подпись

Выполнил

студент

Панкратова Л.С.

Проверил

профессор

Жернаков В.С

Принял

профессор

Жернаков В.С.

г. Уфа

2007 Г.

Содержание

1. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ- СЖАТИИ.................................................................................................................................3

    1. Выбор материала и допускаемых напряжений...............................................3

      1. Расчет физико-механических характеристик материала........................3

      2. Расчет допускаемых напряжений...................................................................3

1.2. Проектировочный расчет на прочность ступенчатого стержня.............4

1.2.1. Построение эпюры продольных сил..............................................................4

1.2.2. Построение эпюры напряжений......................................................................4

1.2.3. Расчет на прочность. Подбор сечения..........................................................5

1.3. Расчет на жесткость стержня постоянного сечения.......................................6

1.3.1. Построение эпюр продольных сил и перемещений.................................6

1.3.2. Расчет на жесткость.............................................................................................9

1.4. Расчет на прочность статически неопределимой стержневой

системы на растяжение-сжатие............................................................................10

1.4.1. Уравнения равновесия.......................................................................................10

1.4.2. Уравнения совместности деформаций........................................................11

1.4.3. Физические уравнения.......................................................................................11

1.4.4. Расчет усилий в стержнях.................................................................................11

1.4.5. Расчет на прочность............................................................................................11

1.5. Расчет монтажных напряжений в статически неопределимой

стержневой системе и оценка прочности..........................................................10

      1. Уравнения равновесия.......................................................................................10

      2. Уравнения совместности деформаций........................................................10

      3. Физические уравнения......................................................................................10

      4. Расчет усилий в стержнях................................................................................11

      5. Расчет на прочность...........................................................................................11

2. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ ПРИ КРУЧЕНИИ........................12

2.1. Проектировочный расчет на прочность ступенчатого стержня...........12

2.1.1. Построение крутящих моментов...................................................................12

2.1.2. Построение эпюры напряжений....................................................................13

2.1.3. Расчет на прочность. Подбор сечения.........................................................14

2.2. Расчет на жесткость стержня постоянного сечения...................................15

2.2.1. Построение эпюры углов закручивания.....................................................15

2.2.2. Расчет на жесткость...........................................................................................16

3. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ БАЛОК И РАМ............................17

3.1. Проектировочный расчет чугунной балки.......................................................17

3.1.1. Расчет геометрических характеристик поперечного сечения............17

3.1.2. Построение эпюр внутренних силовых факторов..................................18

3.1.3. Расчет на прочность...........................................................................................19

3.2. Проверочный расчет балки из прокатных профилей.................................20

3.2.1. Расчет геометрических характеристик поперечного сечения............20

3.2.2. Построение эпюр внутренних силовых факторов..................................20

3.2.3. Расчет на прочность...........................................................................................21

3.3. Расчет на жесткость балки из прокатных профилей...................................22

1

    1. Проектировочный расчет на прочность плоской рамы...........................24

3.4.1. Построение эпюр внутренних силовых факторов................................24

3.4.2. Расчет на прочность.........................................................................................25

4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................................................26

2

1. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ- СЖАТИИ.

1.1. Выбор материала и допускаемых напряжений.

1.1.1. Расчет физико-механических характеристик материала.

Диаграмма растяжения дюралюминия Д16 изображена на рис 1.1. Образец длиной l0=80 мм и диаметром d0=8 мм разрушается с образованием шейки d1=5,9 мм, что свидетельствует о том, что материал пластичный. Площадь поперечного сечения образца до испытаний:

после разрушения:

относительное остаточное

удлинение:

Относительное остаточное

сужение:

Определим основные характеристики прочности.

Предел пропорциональности

Условный предел текучести

Предел прочности (временное сопротивление σв)

1.1.2. Расчет допускаемых напряжений

Допускаемое напряжение [σ] выбираем, как некоторую долю предельного напряжения σпред, то есть

где n – коэффициент запаса прочности.

Рекомендуемые знания n = 1,5 ÷ 2,5. Примем n = 1,5, тогда

МПа

3

1.2. Проектировочный расчет на прочность ступенчатого стержня.

Для ступенчатого стержня представленного на рис 1.2 необходимо построить эпюру продольных сил, построить эпюру напряжений, отнесенную к площади А0, найти А0 из условия прочности.

1.2.1. Построение эпюры продольных сил.

Составим уравнение равновесия системы (рис 1.2)

, откуда

Разобьем стержень на 3 участка АВ, ВС, СD, проведем на каждом из них произвольные сечения с координатами z1, z2, z3.

Участок АВ ( 0 z1 l1 = 0,2 м ). Из равновесия оставленной верхней части следует, что N(z1) = RA – qz1.

Значение N(z1) в начале участка т.А и в конце участка т.В равна N(z1=0) = RA = 48 кН и N(z1=l1) = RA – ql1 = 48 – 10 ∙ 0,2 = 46 кН.

На участке ВС ( 0 z2 l2 = 0,6 м ). Из условия равновесия получим N(z1) = RA – q(l1 + z2).

Значение N(z2) в начале участка т.В и в конце участка т.С равна N(z2=0) = =RA – ql1 = 48 – 10 ∙ 0,2 = 46 кН и N(z2=l2) = RA – q(l1 + l2) = 48 – 10(0,2 + 0,6) = =48 – 8 = 40 кН.

На участке СD ( 0 z3 l3 = 0,5 м ). Отбросим верхнюю часть, ее действие заменим продольной силой N(z3). Из условия равновесия следует

N(z3) = Р1 + q(l3z3).

Функция N(z3) представляет линейную зависимость. Значение N(z3) в начале участка т.D и в конце участка т.С равна N(z3=l3) = Р1 = 35 кН и N(z3=0) = Р1 + ql3 = 35 + 10 ∙ 0,5 = 35 + 5 = 40 кН.

По полученным данным построим ЭN (рис 1.3, а)

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.