Основы расчетов прочностной надежности элементов конструкций (стр. 1 из 5)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ЛИПЕЦКИЙ ФИЛИАЛ
Кафедра "СГ и ОПД"
Специальность 140205.65 - "Электроэнергетические системы и сети"
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему "Основы расчетов прочностной надежности элементов конструкций"
по дисциплине "Техническая механика"
| Выполнил студент группы | ЭЭз-08 |
| (индекс группы) | |
| Таравков Сергей Васильевич | |
| (фамилия, имя, отчество) | (подпись) |
| Схема | 21 |
| Вариант | 6 |
| Проверил преподаватель | |
| Халеев Вячеслав Иванович | |
| (фамилия, имя, отчество) | (подпись) |
Липецк - 2010
Содержание
| Введение..................................................................................................................... | 3 | ||
| 1. | Расчет прочностной надежности бруса при растяжении (сжатии)............... | 4 | |
| 1.1. | Построение эпюры продольных сил............................................................ | 5 | |
| 1.2. | Определение вида нагружения участков бруса........................................... | 5 | |
| 1.3. | Определение геометрических размеров поперечных сечений бруса........ | 6 | |
| 1.4. | Построение эпюры максимальных нормальных напряжений................... | 7 | |
| 1.5. | Построение эпюры нормальных напряжений по высоте поперечного сечения............................................................................................................. | 7 | |
| 1.6. | Определение деформаций бруса и построение эпюры абсолютных удлинений....................................................................................................... | 8 | |
| 2. | Расчёт прочностной надёжности вала круглого поперечного сечения при кручении.............................................................................................................. | 10 | |
| 2.1. | Построение эпюры крутящих моментов...................................................... | 11 | |
| 2.2. | Определение геометрических размеров поперечных сечений вала.......... | 12 | |
| 2.3. | Построение эпюры максимальных касательных напряжений................... | 13 | |
| 2.4. | Построение эпюры касательных напряжений по высоте поперечного сечения............................................................................................................. | 14 | |
| 2.5. | Построение эпюры относительных углов закручивания........................... | 14 | |
| 3. | Расчёт прочностной надёжности балки на двух опорах при изгибе............. | 16 | |
| 3.1. | Определение реакций в опорах балки.......................................................... | 17 | |
| 3.2. | Построение эпюры поперечных сил............................................................. | 18 | |
| 3.3. | Построение эпюры изгибающих моментов................................................. | 19 | |
| 3.4. | Определение размеров поперечного сечения балки................................... | 21 | |
| 3.5. | Построение эпюры нормальных напряжений в опасном сечении............ | 22 | |
| 3.6. | Определение прогиба балки в середине пролёта........................................ | 25 | |
| Библиографический список...................................................................................... | 30 | ||
Введение
Настоящая курсовая работа имеет цель закрепление теоретических знаний, полученных в ходе лекционных и практических занятий.
Задачами курсовой работы являются изучение основных принципов инженерных расчетов типовых элементов конструкций на прочность и жесткость, включающих построение эпюр внутренних силовых факторов (продольных сил N при растяжении или сжатии бруса, крутящих моментов Т при кручении вала, поперечных сил Q и изгибающих моментов М при изгибе балки на двух опорах), определение геометрических размеров поперечных сечений элементов, исходя из условий прочности по нормальным или касательным напряжениям (в зависимости от вида нагружения) и условия жесткости, анализ напряженного и деформационного состояний.
Курсовая работа включает три этапа:
1) расчет бруса переменного поперечного сечения на прочность при растяжении (сжатии);
2) расчет вала переменного поперечного сечения на прочность и жесткость при кручении;
3) расчет балки на двух опорах на прочность и жесткость при изгибе.
Оформление курсовой работы выполнено с применением печатающих и графических устройств вывода персональных компьютеров согласно стандарту СТО МИКТ 26499161-001.
1. Расчет прочностной надежности бруса при растяжении (сжатии)
Требуется решить следующие задачи:
- построить эпюру продольных сил N (в кН);
- определить вид деформации (растяжение или сжатие) на каждом участке бруса;
- определить геометрические размеры поперечных сечений стального бруса (диаметры d1, d2, D в мм) при заданном соотношении диаметров d1/D=0.6 и d2/D=0.8, исходя из условия прочности при растяжении (сжатии) по нормальным напряжениям (
; принять 
= 160 МПа);- построить эпюру нормальных напряжений 
(в МПа), возникающих в поперечных сечениях по длине бруса, и сделать вывод о выполнении условия прочности по нормальным напряжениям для рассматриваемого бруса;
- определить опасные сечения (или сечение) и построить эпюру нормальных напряжений σ (в МПа) по высоте поперечного сечения;
- определить абсолютные удлинения ∆Li (в мм) участков бруса, абсолютное удлинение ∆L∑ бруса, относительные деформации (в процентах) участков бруса εiи относительную деформацию ε∑ бруса (принять E=2*105 МПа);
- построить эпюру абсолютных удлинений ∆L(в мм) по длине бруса.
| Таблица | 1 |
| Номер варианта | F1 | F2 | F3 | k1 | k2 | k3 |
| кН | мм | |||||
| 6 | 600 | 700 | 100 | 350 | 250 | 400 |
| Схема | 21 |
1.1. Построение эпюры продольных сил
1.1.1 Разбиваем брус на участки (I, II, III), (см. рисунок 3). Границами участков являются переходные по размерам поперечные сечения бруса и сечения, в которых приложена внешняя нагрузка (сосредоточенные силы F1, F2, F3).
1.1.2 Проводим базовую линию (N) (см. рис. 2).
1.1.3 Для каждого участка, начиная с противоположного от защемления конца бруса, принимаем метод сечений (РОЗУ).
Определяем ординаты эпюры N на участках бруса:
Проверка:
R=700-100-600=0
1.1.4 По результатам расчетов строю эпюру N (см. рисунок 2).
1 кН = 103Н;
1 МПа = 106Па = 1 Н/мм2;
N – продольная сила, Н;
F – действующая нагрузка, Н;
А – площадь поперечного сечения, мм2;
Е – модуль упругости материала, МПа;
σ– нормальное напряжение, МПа;
∆l – абсолютное удлинение, мм;
ε – относительное удлинение, %;
d/D – диаметр вала, мм.
1.2. Определение вида нагружения участков бруса
Вид нагружения участка бруса определяется по знаку величины продольной силы, возникающей в соответствующих поперечных сечениях.
NI- участок сжат
NII– участок сжат
NIII– нет деформации
1.3. Определение геометрических размеров поперечных сечений бруса
Для расчета параметров поперечных сечений бруса использую условие прочности по нормальным напряжениям:
| , | (1) |
где
- расчетные напряжения в поперечных сечениях по длине бруса (в МПа);i – номер участка;
- допускаемое нормальное напряжение при растяжении (сжатии); = 160 МПа (Н/мм2) - для сталиТак как величину
определяю по формуле:  Ni /Ai , | (2) |
то величина площади A(в мм2) поперечного сечения должна удовлетворять следующему условию: