Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка. Прикладная физика 1 семестр.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
07.09.2018
Размер:
293.53 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»

Институт энергомашиностроения и механики Кафедра робототехники, мехатроники, динамики и прочности машин

СТАТИКА ОСНОВЫ РАСЧЁТОВ НА ПРОЧНОСТЬ

Методическое пособие к расчетному заданию

по курсу «Прикладная физика» для студентов ИТАЭ, обучающихся по направлению

«Прикладная физика»

Москва, 2018

1

Общие требования и правила оформления расчетного задания

1.Выполненное расчетное задание оформляется в тетради форматом А4 с обложкой из плотной бумаги (ГОСТ 7.32-81 Отчет о научно-исследовательской работе. Общие требования и правила оформления). Образец оформления приведен на кафедральном стенде № 9. Страницы отчета нумеруются.

2.Текст пишется четко и аккуратно на одной стороне листа с размерами полей не

менее: левое – 30 мм, правое – 15 мм. В текстовой части необходимо привести решение задач. Все обозначения должны совпадать с принятыми на лекциях или объяснены. Не допускается приведение формул и вычислений без текстового комментария.

3.Иллюстрации (таблицы, чертежи, схемы, графики) выполняют чертежными инструментами с соблюдением масштабов. Иллюстрации располагаются после первой ссылки на них в тексте и должны иметь подрисуночную подпись.

4.Основные формулы в тексте, таблицы и графики необходимо пронумеровать. Рекомендуется применение двойной нумерации, например: формула 1.2, табл. 2.4, рис .4.5

ит.д.

5.Решение задач и оформление расчетного задания рекомендуется проводить с использованием систем научных и инженерных расчетов типа MathCAD, MATLAB, Mathematika с обязательной распечаткой программ и (или) рабочих листов, содержащих исходные числовые данные, алгоритмы вычислений и необходимый графический материал.

6.При использовании учебников, пособий, ГОСТов и другой литературы необходима ссылка на источники. В этом случае в конце текстовой части отчета приводится библиографический список.

7.При исправлении проверенного преподавателем расчетного задания необходимо оставлять замечания, сделанные преподавателем. Мелкие исправления вносятся

непосредственно на странице, где имеются замечания, а крупные – на новых листах, подшиваемых к тетради.

8. Выполненное расчетное задание без бланка задания, подписанного преподавателем, а также оформленное с нарушением ГОСТа и настоящих правил - не принимается.

_________________________________________________________

2

СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНОГО ЗАДАНИЯ

Часть I. Определение усилий в элементах конструкций

Задача № 1

1. Провести анализ системы с точки зрения ее статической определимости.

2. Определить реакции связей системы и усилия в стержнях (тросах) при ее квазистатическом нагружении внешними силами. Абсолютно жесткие стержни с площадью поперечного сечения F однородны, изготовлены из материала плотностью ρ, тросы невесомы.

4. Из условия прочности тросов найти их диаметры. Принять

[σ ]= 200 МПа.

Данные к задаче № 1

P1

P2

m

ρ.103

F.103

α

β

l

k

варианта

кН

кН

кН·м

кг / м3

м2

град

град

м

 

1

1.0

2.8

0.4

2.7

0.1

20

30

2.0

0.5

2

1.2

2.6

0.6

2.7

0.2

30

45

2.2

0.6

3

1.4

2.4

0.8

7.8

0.3

45

20

2.4

0.7

4

1.6

2.2

1.0

7.8

0.2

60

55

2.5

0.7

5

1.8

2.0

1.2

7.8

0.1

30

20

1.8

0.8

6

2.0

1.8

1.5

8.9

0.2

20

45

1.6

0.8

7

2.8

1.0

0.2

4.0

0.1

20

45

1.5

1.2

8

2.6

1.2

0.4

4.0

0.2

30

20

1.3

1.4

9

2.4

1.4

0.4

6.0

0.3

45

30

2.0

1.5

10

2.2

1.6

0.6

7.8

0.2

20

45

2.2

1.2

11

2.0

1.8

0.8

2.7

0.1

55

60

2.4

0.5

12

1.8

2.0

1.0

2.7

0.2

20

30

2.5

0.6

13

1.0

2.8

1.2

7.8

0.1

45

20

1.8

0.7

14

1.2

2.6

1.5

7.8

0.2

45

20

1.6

0.7

15

1.4

2.4

0.2

7.8

0.3

20

30

1.5

0.8

16

1.6

2.2

0.4

8.9

0.2

30

45

1.3

0.8

17

1.8

2.0

0.4

4.0

0.1

45

20

2.0

1.2

18

2.0

1.8

0.6

4.0

0.2

60

55

2.2

1.4

19

2.8

1.0

0.8

6.0

0.1

30

20

2.4

1.5

20

2.6

1.2

1.0

7.8

0.2

20

45

2.5

1.2

21

2.4

1.4

1.2

8.9

0.3

20

45

1.8

0.8

22

2.2

1.6

1.5

4.0

0.2

55

60

1.6

1.2

23

2.0

1.8

0.2

4.0

0.1

20

30

1.5

1.4

24

1.8

2.0

0.4

6.0

0.2

45

20

1.3

1.5

25

3.0

4.0

1.3

7.8

0.4

45

20

3.0

1.2

3

Задача № 2

Для системы, статически нагруженной внешними силами, необходимо:

1.Найти реакции в заделке (сечение А).

2.Найти реакции в сечении А в случае, когда точка приложения силы P1, варьируется в пределах участка ВС. Привести графическую иллюстрацию изменения каждой составляющей реакции.

Данные к задаче № 2

P1

P2

m

q

a

b

c

варианта

кН

кН

кН·м

кН/м

м

м

м

1

30

25

4

10

1.3

0.6

0.2

2

40

30

8

25

1.8

0.8

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

50

40

7

30

2.0

1.0

0.4

4

60

50

4

40

0.6

1.2

0.5

5

70

60

8

50

0.8

1.5

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

6

80

70

2

25

0.5

1.8

1.3

7

20

80

1

30

0.2

2.0

1.8

8

10

20

5.5

40

0.3

0.6

2.0

 

 

 

 

 

 

 

 

9

25

10

4.5

50

0.4

0.8

0.6

10

55

25

6

60

0.5

0.5

0.8

11

25

55

7

70

0.6

0.6

1.3

 

 

 

 

 

 

 

 

12

30

45

3

80

1.3

0.8

0.2

13

40

30

4

15

1.8

1.0

0.3

14

50

25

5

25

2.0

1.2

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

15

20

30

6

35

0.6

1.5

0.5

16

10

40

7

60

0.8

1.8

0.6

17

30

50

8

30

0.2

2.0

1.3

 

 

 

 

 

 

 

 

18

40

20

2

12

0.3

0.6

1.8

19

50

10

1

25

0.4

0.8

2.0

20

60

30

2.5

30

0.5

0.5

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

21

70

40

5.5

40

0.6

1.8

0.8

22

80

25

6

50

1.3

2.0

2.0

23

20

30

7

60

1.8

0.6

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

24

10

40

8

70

2.0

0.8

0.8

25

25

50

4.5

80

0.6

0.5

0.5

4

Задача № 3

Для конструкции, расчетная схема которой принята в виде набора абсолютно жёстких невесомых брусьев, соединенных между собой упругими элементами - стержнями, необходимо подобрать из расчета на прочность поперечные сечения стержней в виде стандартных прокатных профилей.

Принять нормативный коэффициент запаса прочности [n]=1,5.

Данные к задаче № 3

P

m

q

a

b

l

Материал

варианта

кН

кН·м

кН/м

м

м

м

стержней

1

130

200

150

1.0

0.5

1.2

Ст. 40

 

 

 

 

 

 

 

 

2

120

110

160

2.0

2.0

1.3

Ст. 20

3

110

140

200

0.6

0.6

1.8

Ст. 30

4

140

150

180

0.8

0.8

2.0

Ст. 50

 

 

 

 

 

 

 

 

5

150

160

120

0.5

0.5

0.6

Ст. 30Г

6

160

160

110

0.6

1.8

0.8

Ст. 50Г

7

200

200

140

0.8

2.0

0.2

Ст. 20Х

 

 

 

 

 

 

 

 

8

180

180

150

1.0

0.6

2.0

Ст. 40Х

9

130

130

160

1.3

2.0

2.0

Ст. 40

10

190

120

200

1.8

0.6

0.6

Ст. 20

 

 

 

 

 

 

 

 

11

130

110

180

2.0

0.8

0.8

Ст. 30

12

120

140

130

0.6

0.5

0.5

Ст. 50

13

110

150

190

0.8

0.6

1.8

Ст. 30Г

 

 

 

 

 

 

 

 

14

140

160

110

0.2

0.8

2.0

Ст. 50Г

15

150

200

140

1.4

1.0

0.6

Ст. 20Х

16

160

180

150

2.0

1.3

2.0

Ст. 40Х

 

 

 

 

 

 

 

 

17

200

130

160

0.6

1.8

0.6

Ст. 40

18

180

190

90

0.8

2.0

0.8

Ст. 20

19

130

110

130

0.5

0.6

0.5

Ст. 40

 

 

 

 

 

 

 

 

20

190

140

120

1.8

0.8

0.6

Ст. 20

21

110

150

110

2.0

0.2

0.8

Ст. 30

22

140

160

140

0.6

0.8

1.0

Ст. 50

 

 

 

 

 

 

 

 

23

150

120

150

0.6

0.2

0.6

Ст. 30Г

24

160

80

160

0.8

1.4

2.0

Ст. 50Г

25

80

140

200

0.2

2.0

0.6

Ст. 20Х

 

 

 

 

 

 

 

 

5