Практикум по учебной дисциплине «Техническая механика» для специальности



страница3/4
Дата02.03.2016
Размер0.56 Mb.
ТипПрактикум
1   2   3   4

4.Лист самооценки

Уровень освоения

Могу помочь другим

Выполнил без затруднений

Испытывал затруднения



Литература

1.Аркуша А.И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов: Учебник для средних спец. учеб.заведений / А.И. Аркуша. – 8-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2014. – 352 с.

2.Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Л.И. Вереина, М.М. Краснов. – 7-е изд. стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013 – 352 с.

3. Буланов Э. А. Решение задач по сопротивлению материалов / Э. А. Буланов. – 3-е изд., испр. и доп. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 215 с.

4. Олофинская В. П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий: Учебное пособие - М.: ФОРУМ, ИНФРА – М, 2010. – 349 с. – (Профессиональное образование).

Практическая работа № 2

Расчёты на прочность и жёсткость при кручении


Цель работы: исследование деформации кручения при расчётах валов на прочность и жёсткость
Задание

Выполнить проектировочный расчёт вала по условию прочности и жёсткости.


Инструктивная карта

1.Методические указания

При исследовании деформации кручения необходимо выполнить проектировочный расчёт для каждого участка вала из расчёта на прочность. Окончательно принимаемые диаметры должны быть округлены до ближайшего наибольшего стандартного значения. После этого вычертить в масштабе эскиз получившегося ступенчатого вала.

Построить эпюру углов закручивания относительно левого шкива на валу и проверить жёсткость вала при кручении.

Для определения внутренних силовых факторов использовать метод сечений.

При подстановке в формулы числовых значений физических величин обратить особое внимание на их размерность.

Исходные данные принять по таблице 1 и рис. 1. Номера вариантов указывает преподаватель.


Оборудование:

Вычислительная техника



2.Карта допуска

Выполните тест



Вопросы

Ответы

Код

1.Выберите участок вала постоянного сечения, наиболее опасного по прочности?

c:\users\user\documents\13.jpg

1 участок

1

2 участок

2

3 участок

3

4 участок

4

2.Укажите факторы, от которых зависит полярный момент инерции сечения?

от материала

1

от нагрузки

2

от длины вала

3

от диаметра вала

4

3.Выберите пропущенную величину в формуле касательного напряжения при кручении



E

1

G

2

µ

3



4

4.Определите, как изменится максимальное напряжение в поперечном сечениипри кручении вала, если его диаметр уменьшить в 2 раза?

уменьшится в 2 раза

1

уменьшится в 8 раз

2

увеличится в 2 раза

3

увеличится в 8 раз

4

5.Укажите правильную эпюру распределения напряжения в поперечном сечении вала при кручении?

c:\users\user\documents\14.jpg

А

1

Б

2

В

3

Г

4


Алгоритм решения задачи

1. Изобразить расчётную схему.

2. Определить значения внешних моментов, соответствующих передаваемым мощностям.

3. Разбить вал на участки. Построить эпюру крутящих моментов Мк.

4.Определить диаметры участков вала из расчёта на прочность.

5. Принять стандартные значения диаметров вала.

6. Вычертить эскиз ступенчатого вала.

7. Построить эпюру углов закручивания вала.

8. Проверить результат проектировочного расчёта навыполнение условия жёсткости вала при кручении .

9. Сделать вывод о механическом состоянии вала.


Условие задачи

Для стального вала ( МПа) определить скручивающие моменты на шкивах 0, 1, 2, 3; построить эпюры крутящих моментов; определить диаметр ступенчатого вала на каждом участке из условия прочности; вычертить в масштабе эскиз ступенчатого вала; построить эпюру углов закручивания; проверить жёсткость вала при кручении.

Ряд стандартных значений диаметров, мм: 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 170, 180, 200.

Таблица 1



варианта


Длина а, м

Мощность, кВт

Угловая скорость,

ω, рад/с


Допускаемое касательное напряжение

[τ], МПа


Допускаемый угол закручивания

0], град/м



Р0

Р1

Р2

Р3

1

0,5

80

25

20

35

70

35

0,50

2

0,3

70

30

25

15

65

30

0,45

3

0,2

90

45

20

25

75

35

0,45

4

0,5

80

30

20

30

70

35

0,40

5

0,4

50

20

15

15

40

20

0,50

6

0,3

100

50

30

20

80

40

0,45

7

0,1

80

30

10

40

65

30

0,90

8

0,3

100

40

25

35

80

40

0,85

9

0,4

60

30

20

10

50

25

0,60

10

0,2

40

15

10

15

30

20

0,60


Рис. 1
Пример

Дано: Р0 = 120 кВт; Р1 = 30 кВт; Р2 = 20 кВт; Р3 = 70 кВт; а = 0,25 м; ω = 85 рад/с; [τ] = 25 МПа; [φ0] = 0,8 град/м

Решение.


1 Внешние скручивающие моменты

Нм; Нм

Нм; Нм

2 Крутящие моменты в сечениях вала



Сечение 1-1:



Сечение 2-2:

Нм

Сечение 3-3:

Нм

Сечение 4-4:

Нм

Строим эпюру крутящих моментов.

3. Диаметры вала на каждом участке из условия прочности:

Участок II:

(принимаем d2 = 40 мм)

Участок III:

(принимаем d3 = 60 мм)

Участок IV:

(принимаем d4 = 45 мм).

На участке I диаметр вала принимаем конструктивно: d1 = 35 мм.

4. Вычерчиваем эскиз вала в соответствии с принятыми значениями диаметров.

5. Для определения углов закручивания вычисляем полярные моменты инерции.







Находим углы закручивания соответствующих участков вала







Сечение, проходящее через точку А, считаем условно неподвижным.









По этим данным строим эпюру φ.



пример 2

6. Относительные углы закручивания на отдельных участках вала.



Наибольший относительный угол закручивания оказался на участке АВ.

Так как <, то жёсткость вала при кручении обеспечена.

Ответ: d1 = 35 мм; d2 = 40 мм; d3 = 60 мм; d4 = 45 мм.

3.Вопросы для самоконтроля

1. При кручении в поперечных сечениях тела возникают силовые факторы: __________________________________________________________________

2. Буквенное обозначение деформации при кручении ______________________

3. Интенсивность распределения нагрузки по сечению тела характеризует физическая величина ______________________________________________________

4.Условие жёсткости при кручении имеет вид: ___________________________

5.Физическая величина G в законе Гука характеризует_____________________

6.Образец диаметром 32 мм разрушился при крутящем моменте 128 Нм. Разрушающее напряжение при этом равно _____________________________________

7. Диаметр сплошного вала увеличен в 3 раза. Полярный момент сопротивления сечения кручению увеличится при этом в _________________________________

8. Расчёты на прочность при кручении позволяют решить задачи:__________________________________________________________________

9. Для уменьшения веса круглого вала его сечение выполняют в форме _________



4.Лист самооценки

Уровень освоения

Могу помочь другим

Выполнил без затруднений

Испытывал затруднения



Литература

1. Аркуша А.И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов: Учебник для средних спец. учеб.заведений / А.И. Аркуша. – 8-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2014. – 352 с.

2. Буланов Э. А. Решение задач по сопротивлению материалов / Э. А. Буланов. – 3-е изд., испр. и доп. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 215 с.

3.Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования / Л.И. Вереина, М.М. Краснов. – 7-е изд. стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013 – 352 с.

4. Олофинская В. П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий: Учебное пособие - М.: ФОРУМ, ИНФРА – М, 2010. – 349 с. – (Профессиональное образование).

Практическая работа № 3

Деформация изгиба


Цель работы: выполнение проектировочного расчёта балки по условию прочности при деформации изгиба
Задание

Выполните проектировочный расчёт балки, работающей на изгиб, по условию прочности


Инструктивная карта

1.Методические указания

Проектировочный расчёт – это один из видов расчёта на прочность конструкции. При выполнении проектировочного расчёта необходимо составить расчётную схему в соответствии с заданными нагрузками креплением балки. Изобразить на схеме все внешние силы и реакции связей.

Правильность расчёта зависит от точности определения внутренних силовых факторов и построения их эпюр. При определении внутренних силовых факторов воспользоваться методом сечений.

По эпюре изгибающих моментов найти опасное сечение, для которого выполнять дальнейший расчёт. Подобрать несколько вариантов сечения балки, сравнить их и выбрать более рациональный вид.

При подстановке в формулы числовых значений физических величин обратить особое внимание на их размерность.

Исходные данные принять по таблице 1 и рис. 1. Номера вариантов указывает преподаватель.


Оборудование:

Вычислительная техника



2.Карта допуска

Выполните тест



Вопросы

Ответы

Код

1.Укажите внутренние силовые факторы, возникающие в сечении 1 – 1 балки, представленной на рисунке

c:\users\user\documents\15.jpg

Есть только М

1

Есть только Q

2

Есть М и Q

3

Нет ни М, ни Q

4

2. Для балки из вопроса 1 условие прочности имеет вид…



1



2



3



4

3.Поперечная сила Qв сечении 1 -1 балки равна…



0

1

8F

2

-2F

3

4F

4

4.Изгиб балки под действием только внешней пары сил называется…

прямым

1

косым

2

чистым

3

продольным

4

5.Укажите, при каком поперечном сечении балка выдержит нагрузку?

c:\users\user\documents\15.jpg

А

1

Б

2

В

3

Г

4


Алгоритм решения задачи

1. Изобразить расчётную схему в соответствии с исходными данными.

2. Разбить балку на участки. Построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

3.Найти опасное сечение, в котором изгибающий момент имеет максимальное значение.

4.Из расчёта на прочность определить геометрическую характеристику поперечного сечения. .

5.Подобрать сечения трёх типов: двутавровое, прямоугольное и круглое.

7.Выбрать из трёх вариантов более рациональное сечение.

Условие задачи

Для стальной балки при = 160 МПа

-построить эпюры поперечных сил Q и изгибающих моментов Ми;

-из условия прочности подобрать сечения трёх типов: двутавровое, прямоугольное с соотношением сторон h/b = 2 и круглое, и выбрать из них рациональное.

Таблица 1


№ варианта

Момент

пары сил М,кНм



Модуль

силы F,


кН

Интенсивность нагрузки q,

кН/м


1

3,0

1,0

6

2

2,0

2,0

10

3

1,0

4,0

10

4

2,5

3,0

8

5

3,0

4,0

10

6

5,0

3,5

5

7

4,0

1,0

2

8

3,0

4,0

6

9

2,5

3,0

10

10

1,0

2,5

8





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница