Задание №4. Расчет на кручение валов круглого сечения

Для стального вала круглого сплошного сечения заданной схемы (табл. 4.1) требуется:

1) построить эпюру крутящих моментов;

2) подобрать диаметр вала из условия прочности при заданном значении допускаемого напряжения [ τ ] и из условия жёсткости при заданном значении допускаемого угла закручивания [ φ ] на 1 метре длины вала; из полученных двух значений диаметра назначить больший;

3) построить эпюры касательных напряжений по длине вала;

4) приняв модуль сдвига G =8*10⁴ МПа, определить углы закручивания всех участков вала и построить эпюру углов поворота по длине вала;

5) вычислить потенциальную энергию упругой деформации вала U и работу внешних сил А; при расхождении этих величин более, чем на 1% следует уточнить расчет или найти ошибки.

Допущения:

– При построении эпюры углов поворота считать заделанный конец вала не поворачивающимся. Угол поворота произвольного сечения равен сумме углов закручивания на длине от заделки до сечения, взятой со знаком “ + ” при заделанном левом конце и со знаком “ – ” при заделанном правом конце.

– Надо помнить, что потенциальная энергия вала на всех участках положительна, а работа приложенных извне моментов положительна, если совпадают направления этих моментов и углов, поворота сечений, в которых моменты приложены, и отрицательна, если эти направления противоположны.

Необходимые для расчета данные приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.1

1.		2.
3.		4.
5.		6.
7.		8.
9.		10.
11.		12.
13.		14.
15.		16.
17.		18.
19.		20.
21.		22.
23.		24.
25.		26.

Таблица 4.2

Задание №5. Расчет на прямой изгиб балок с двумя опорами

Для заданных балок (табл. 5.1) требуется: написать выражения Q и M для каждого участка в общем виде, построить эпюры Q и M, найти | M |_max и подобрать (определить диаметр) деревянную балку круглого поперечного сечения при [σ] = 10 МПа.

Необходимые для расчета данные приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.1

1.		2.
3.		4.
5.		6.
7.		8.
9.		10.
11.		12.
13.		14.
15.		16.
17.		18.
19.		20.
21.		22.
23.		24.
25.		26.

Таблица 5.2

Задание №6. Расчет на прямой изгиб балок с жесткой заделкой

Для заданных балок (табл. 6.1) требуется:

1. написать выражения Q и M для каждого участка в общем виде, построить эпюры Q и M, найти | M |_max и подобрать стальные балки прямоугольного поперечного сечения с заданным отношением «k » высоты к ширине и двутавр при [ σ ] = 160 МПа.

2. определить прогиб и угол поворота консольного конца балки, приняв значения модулей упругости для стали Е _ст = 2·10⁵ МПа и для древесины Е _др = 10⁴ МПа.

Необходимые для расчета данные приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.1

1.		2.
3.		4.
5.		6.
7.		8.
9.		10.
11.		12.
13.		14.
15.		16.
17.		18.
19.		20.
21.		22.
23.		24.
25.		26.

Таблица 6.2

Задание №7. Расчет статически определимых плоских рам на прямой изгиб

Для заданных рам (табл. 7.1) требуется: написать выражения N, Q и M для каждого участка в общем виде, построить эпюры N, Q и M, найти | M |_max и подобрать стальную раму двутаврового поперечного сечения при [σ] = 160 МПа;

Необходимые для расчета данные приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.1

1.		2.
3.		4.
5.		6.
7.		8.
9.		10.
11.		12.
13.		14.
15.		16.
17.		18.
19.		20.
21.		22.
23.		24.
25.		26.

Таблица 7.2

Задание №8. Геометрические характеристики плоского

Поперечного сечения

Для заданного поперечного сечения, состоящего из двух элементов (табл. 8.1) требуется:

1. определить положение центра тяжести;

2. вычислить значения осевых и центробежного моментов инерции сечения относительно горизонтальной и вертикальной осей, проходящих через центр тяжести;

3. найти положение главных центральных осей инерции;

4. определить величины моментов инерции относительно главных цен тральных осей;

5. вычертить сечение в масштабе 1: 2, обозначив на нем все оси и численные значения размеров.

Необходимые для расчета данные приведены в таблице 8.2.

Таблица 8.1

1.		2.
3.		4.
5.		6.
7.		8.
9.		10.
11.		12.
13.		14.	6
15.		16.
17.		18.
19.		20.
21.		22.
23.		24.
25.		26.

Таблица 8.2