Порядок расчёта. Контрольные вопросы

 

Тема: Расчёты на прочность и жёсткость при кручении

Цели:

· Научиться определять наибольшие касательные напряжения в сечениях бруса (вала);

· Научиться определять диаметры вала из условий прочности и жёсткости;

· Применять стандартные нормальные размеры при проектировании.

Для стального вала постоянного поперечного сечения (рис.5, табл.5).

Считать допускаемое значение касательного напряжения [τ]_k=30МПа, допускаемое значение относительного угла закручивания [φ_о]=0,02рад/м, модуль сдвига стали G=8·10⁴ МПа:

Порядок расчёта

1. Определить значения внешних вращающих моментов M₁, M₂, M₃, M₄;

2. Рассчитать крутящие моменты M_kI, M_kII, M_kIII;

3. Построить эпюру «M_k»;

4. Определить диаметр вала из условия прочности на кручение;

5. Определить диаметр вала из условия жёсткости на кручение;

6. Принять ближайшее большее значение диаметра вала по ГОСТ 6636-69.

Контрольные вопросы:

1. Кручение круглого бруса. Внутренний силовой фактор при кручении. Эпюра М_к;

2. Касательные напряжения при кручении. Закон распределения t по радиусу сечения;

3. Геометрическая характеристика прочности бруса при кручении;

4. Геометрическая характеристика жёсткости бруса при кручении;

5. Расчёты на прочность при кручении круглого бруса.

6. Расчёты на жёсткость при кручении круглого бруса.

Рис.5

 

Таблица 5

№ схемы на рис.5	Вариант	Мощность	Угловая скорость рад/с
P1	P2	P3
кВт

 

 

 

 

Практическая работа № 11

Тема: Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.

 

Цели:

§ Уметь применять метод сечений для определения внутренних силовых факторов: поперечной силы и изгибающего момента;

§ Уметь строить эпюры «Q» и «M_x»;

§ Применять правила знаков для левой и правой частей при построении эпюр;

§ Уметь сделать вывод об опасном сечении элемента.

 

 

Задание:

Для стальной балки, жёстко закреплённой одним концом и нагруженной системой сил, как показано на рис.6 (схемы 1-10) построить эпюры поперечных сил «Q» и изгибающих моментов «M_x».

Значения нагрузки принять по таблице 6. Подобрать сечение двутавра для балки, если допускаемое напряжение [σ]=160МПа.

 

 

Рис.6

 

Таблица 6

 

№ схемы на рис.5	Вариант	F1	F2	M	№ схемы на рис.5	Вариант	F1	F2	M
кН	кН	кНм	кН	кН	кНм
								2,5
						4,5
						3,5
						4,5
						9,5
						1,5
						3,5
					2,5
					3,5
					1,5
					0,5
						2,5
							6,5	1,4
		1,5			1,5
		3,5	2,4			8,5
		2,5	1,6		9,5
		1,5	2,5		6,5
					5,5

 

Практическая работа № 12

Тема: Подбор рациональных сечений балок при изгибе

Цели:

· Научиться определять поперечную силу Q_y;

· Научиться определять изгибающий момент M_x;

· Научиться вычислять требуемый осевой момент сопротивления;

· Научиться определять размер бруса из стандартных прокатных профилей;

· Сравнить расход материала при применении двух различных профилей;

· Сделать вывод о рациональности применения профиля.

Задание:

Для заданной балки на двух опорах (рис. 7, схемы 1-10) определить реакции опор, построить эпюры поперечных сил «Q» и изгибающих моментов «M_x». Подобрать размеры поперечного сечения круга и прямоугольника из условия прочности при изгибе, принимая допускаемое напряжение [σ]=150МПа, приняв для прямоугольника h=2b. Сравнить подобранные сечения по расходу материала. Данные своего варианта принять по таблице 7.

 

Таблица7

№ схемы на рис.7	Вариант	F1	F2	M	№ схемы на рис.7	Вариант	F1	F2	M
кН	кН	кНм	кН	кН	кНм
								2,5
						4,5
						3,5
						4,5
						9,5
						1,5
						3,5
					2,5

					3,5
					1,5
					0,5
						2,5
						6,5	1,4
		1,5			1,5
		3,5	2,4			8,5
		2,5	1,6		9,5
		1,5	2,5		6,5
					5,5

Расчётные схемы

Рис.7