Общие указания к выполнению контрольной работы
2.1. 1.Каждый студент выполняет одну контрольную работу, предусмотренную учебным графиком. Контрольная работа состоит из трех заданий:
Задание 1- расчет бруса на растяжение и сжатие;
Задание 2.- расчета на прочность и жесткость прямых стержней (валов) при кручении;
Задание 3- расчета на прочность балок (стержней) при прямом изгибе.
2.2. Контрольная работа выполняется в обычной тетради, имеющих поле 4 см для замечаний преподавателя. На обложке тетради следует четко написать номер контрольной работы, номер варианта задания, название дисциплины, фамилию, имя и отчество студента, шифр зачетной книжки.
2.3. Студент обязан взять из таблиц индивидуальные данные, для решения задач, в соответствии со своим личным номером (шифром). Цифры шифра выписываются в следующем порядке:
при двухзначном шифре (например, 2-7) его повторяют
три раза; при трехзначном шифре (например, 1-21) его повторяют
два раза; при четырехзначном или пятизначном шифре (например, 03-25; 399-06) его повторяют два раза, но первые две-четыре цифры отбрасывают (зачеркивают).
2 7 2 7 2 7; 1 2 1 1 2 1; 0 3 2 5 0 3 2 5; 3 9 9 0 6 3 9 9 0 6.
В этом случае три последние цифры (например: 727) это шифр контрольной работы.
Из каждого вертикального столбца любой таблицы надо взять числа, стоящие в той горизонтальной строке, номер которой совпадает с первой цифрой шифра. Вторая и третья цифра шифра совпадает, по вертикали, с цифрой по горизонтальной строке, и указывает на изменения чисел по первой цифре шифра горизонтальной строки задания.
2.4. Изучение курса ведется по отдельным темам программы курса
«Сопротивление материалов». Прочитав по учебнику теоретический материал, относящийся к данной теме, надо в нем тщательно разобраться и ясно понять физическую сущность изучаемого явления, предлагаемые формулировки и выводы основных формул сопротивления материалов. При этом, особое внимание следует обращать на те допущения и ограничения, которые делаются в процессе выводов и ответить на вопросы самопроверки.
2.5. Решение задач должно сопровождаться краткими объяснениями и рисунками, на которых все входящие в расчет величины следует указать в системе СИ, в соответствии выданного варианта. При использовании в расчетах формул следует подставить в них числовые значения и, не приводя промежуточных вычислений, записать ответ с указанием размерностей определяемых величин.
2.6. Окончательные результаты должны быть подчеркнуты или обведены рамкой. Выполненная контрольная работа сдается в деканат на проверку.
2.7. По получении из деканата проверенной работы, студент должен исправить в ней все отмеченные ошибки и выполнить все сделанные ему замечания, после чего передать в деканат для вторичной проверки. Исправления делаются на отдельных листах и вкладываются в соответствующие места рецензированной работы.
2.8 Отдельно от работы исправления не рассматриваются.
Работы, выполненные с нарушением указаний, засчитываться не будут.
2.9. Студенты, выполнившие и защитившие контрольную работу, а также получившие зачет по лабораторным работам допускаются к сдаче экзамена.
Задания по контрольной работе
Задание 1. Расчет бруса на растяжение и сжатие
Цель работы – овладение навыками самостоятельного расчета на прочность и жесткость элементов конструкций при растяжении (сжатии), закрепление знаний основных положений теории растяжения (сжатия) прямых стержней.
Задача - Выполнить проектный расчет ступенчатого бруса (расчетная схема представлена на рис. 1).
Для заданной расчетной схемы:
1. требуется построить эпюры нормальных сил N, нормальных напряжений σ и продольных перемещений Δ;
2. определить параметры допускаемой нагрузки Рдоп из условия прочности;
3. определить процент пере- или недонапряжения.
Материал бруса - Ст3, модуль упругости Е = 2*105 МПа, σТ = 240 МПа. Заданы длины участков a, b, c и диаметры поперечных сечений d1, d2 и d3.. Запас прочности по отношению к пределу текучести nТ = 1,4.
Исходные данные, для выполнения задания, приведены в табл. 1.
Таблица 1. Расчетная схема бруса и числовые данные к заданию 1.
| ||||||||||
| Второе число шифра | ||||||||||
| Третье число шифра | ||||||||||
| Первое число шифра | Р1 кН | Р2 кН | Р3 кН | а см | b см | с см | d1 см | d2 см | d3 см | |
| -100 | ||||||||||
| -110 | ||||||||||
| -120 | ||||||||||
Примечание. Если значение нагрузки указано со знаком «минус», то ее направление на расчетной схеме следует изменить на противоположное.
Задание 2. Кручение
Цель работы – усвоение методики расчета на прочность и жесткость прямых стержней (валов) при кручении.
Задача - В таблице 2 представлена расчетная схема и числовые данные стержня круглого поперечного сечения. Для заданной расчетной схемы:
1. построить эпюру крутящих моментов;
2. из условия прочности и жесткости определить диаметр сплошного вала;
3. построить эпюру углов закручивания φ;
4. рассчитать максимальную величину относительного угла закручивания (крутка) θmax.;
5. определить, в процентах, увеличение наибольшего напряжения на валу при кручении, если просверлить аксиальное отверстие dВ = 0,5 dН (α = dВ/dН = 0,5);
6. Заменить полученный в расчете сплошной вал полым равнопрочным валом с наружным диаметром DН = 1,17*dРАС и сравнить вес этих валов.
Принять допускаемое напряжение [τ] = 20 МПа. Допускаемый угол закручивания [θ] = 1 град/м. Модуль упругости стали при сдвиге
G = 8*104 МПа.
Таблица 2. Расчетная схема бруса и числовые данные к заданию 2.
| |||||||||||
| 2-ое число шифра | |||||||||||
| 3-е число шифра | |||||||||||
| 1-ое число шифра | Размер, м | Момент, кН*м | [τ], МПа | ||||||||
| a | b | c | d | m1 | m2 | m3 | |||||
| 0,8 | 0,5 | 1,3 | 1,0 | 2,2 | 2,0 | 0,9 | |||||
| 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | -2,0 | -1,6 | 1,0 | |||||
| 0,6 | 0,7 | 0,6 | 0,4 | 1,5 | 0,7 | 1,4 | |||||
| 0,5 | 0,4 | 0,6 | 0,4 | 1,5 | 0,8 | 1,5 | |||||
| 0,5 | 0,8 | 0,4 | 0,5 | -1,3 | -2,0 | 1,4 | |||||
| 0,7 | 1,0 | 0,8 | 0,8 | 1,2 | 1,7 | -1,9 | |||||
| 1,1 | 0,6 | 1,0 | 1,0 | 1,5 | 1,6 | 1,5 | |||||
| 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,5 | -1,5 | -1,6 | 1,7 | |||||
| 0,8 | 0,4 | 0,5 | 0,7 | 1,5 | 0,9 | 0,9 | |||||
| 0,5 | 0,4 | 0,5 | 0,3 | 0,8 | -1,0 | 1,6 | |||||
Примечание. Если значение нагрузки указано со знаком «минус», то ее направление на расчетной схеме следует изменить на противоположное.
Задание 3. Изгиб
Це6ль работы – усвоение методики расчета на прочность балок (стержней) при прямом изгибе.
Задача - Для заданных расчетных схем балок (табл. 3) требуется: построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, определить опасное сечение, и подобрать поперечное сечение балок по следующим вариантам:
круг диаметром d (материал – сталь и чугун);
· прямоугольное высотой 2b и основанием b, и прямоугольное высотой b, основанием 2b (материал – сталь и чугун);
· двутавр (стальной);
· два равнобоких уголка (стальные).
Установить соотношение масс (объемов) и определить наиболее рациональную, по материалоемкости, форму поперечного сечения.
Исходные данные, для выполнения задания, приведены в табл. 3.
Примечание. Если значение нагрузки указано со знаком «минус», то ее направление на расчетной схеме следует изменить на противоположное.
Таблица 3. Расчетная схема и числовые значения параметров схемы
| ||||||||||||||
| 2-ое число шифра | ||||||||||||||
| 3-е число шифра | ||||||||||||||
| 1-ое число шифра | Сила | Момент | Длина участка | Интенсивность распределения нагрузки | Допускаемое Напряжение [σ] | |||||||||
| Р1 кН | Р2 кН | m1 кН*м | m2 кН*м | а м | q кН/м | Сталь | Чугун | |||||||
| [σ]С | [σ]Р | |||||||||||||
| -10 | ||||||||||||||
| 1,5 | ||||||||||||||
| -12 | ||||||||||||||
| -10 | ||||||||||||||
| -10 | 1,5 | |||||||||||||
| -15 | ||||||||||||||