Курсовая работа: Расчеты на прочность механических конструкций

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу студенту

Тема: Расчеты на прочность механических конструкций

Содержание расчетно-пояснительной записки:

1. Введение.

2. Задача №1: Построить эпюры продольных сил, напряжений и перемещений

поперечных сечений бруса.

3. Задача №2: Построить эпюру касательных напряжений.

4. Задача №3: Построить эпюру поперечных сил и изгибающих моментов.

5. Задача №4: Подобрать поперечное сечение балки

6. Задача №5: Подобрать диаметр вала при изгибе с кручением.

7. Заключение.

Перечень графического материала:

1. Эпюры к задаче №1.

2. Эпюры к задаче №2.

3. Эпюры к задаче №3.

4. Эпюра к задаче №4.

5. Эпюры к задаче №5.

ВВЕДЕНИЕ

Целью выполнения курсовой работы по дисциплине «Прикладная механика» является освоение методов проведения расчетов на прочность в разных случаях деформации: растяжении (сжатии), кручении, изгибе, изгибе с кручением. В работе построены эпюры внутренних силовых факторов для этих видов деформаций. В ходе выполнения курсовой работы были решены задачи и построены эпюры по приведенным видам деформаций. Так же были определены прочностные характеристики конструкций. Были подобраны оптимальные сечения и сделан анализ прочности данной конструкции.

Ключевые слова при выполнении курсовой работы:

Растяжение – вид продольной деформации стержня или бруса, возникающий в том случае, если нагрузка к нему прикладывается по его продольной оси (равнодействующая сил, воздействующих на него, нормальна поперечному сечению стержня и проходит через его центр масс).

Кручение – один из видов деформации тела. Возникает в том случае, если нагрузка прикладывается к телу в виде пары сил (момента) в его поперечной плоскости. При этом в поперечных сечениях тела возникает только один внутренний силовой фактор — крутящий момент.

Эпюра – особый вид графика, показывающий распределение величины нагрузки на объект.

Балка – брус, находящийся под действием изгибающих усилий, в частности, поперечных сил, моментов и распределенных нагрузок.

ЗАДАЧА №1

Невесомый стержень переменного сечения и площадями A₁, A₂ , A₃ и длиной участков a, b, c, жёстко защемлённый с одной стороны, находится под действием сил P₁и P₂. Модуль упругости МПа.

Требуется:

1. Сделать чертёж стержня по заданным размерам в масштабе (соотношение размеров A₁, A₂, A₃ на рисунке может не соответствовать заданию);

2.Составить для каждого участка бруса в сечении аналитические выражения изменения продольного усилияN_z , напряжений и перемещений поперечных сечений бруса ;

3.Построить эпюры изменения продольного усилияN_z , напряжений и перемещений поперечных сечений бруса ;

4. Сделать вывод о прочности стержня при МПа.

Исходные данные к задаче:

ЗАДАЧА №2

К стальному валу приложены три известных момента: T₁,T₂,T₃. Модуль сдвига МПа.

Требуется:

1.Сделать чертёж вала по заданным размерам в масштабе (соотношение размеров d₁, d₂, d₃ может не соответствовать рисунку вала задания);

2. Построить эпюру крутящих моментов T;

3. Построить эпюру касательных напряжений ;

4. Сделать вывод о прочности стержня при МПа.

Исходные данные к задаче:

ЗАДАЧА №3

Построение эпюр внутренних усилий в статически определимых балках.

Требуется:

1. Написать выражения поперечной силы и изгибающего момента для каждого участка в общем виде;
2. Построить эпюры поперечной силы и изгибающего момента ;

Схема по рисунку: 6

Для заданной балки из задачи № 3 требуется:

1. Вычертить в масштабе заданное сечение балки с указанием численных значений размеров. Определить положение центра тяжести сечения и вычислить момент инерции сечения относительно нейтральной оси.

2. Построить эпюры нормальных напряжений, распределенных по высоте сечения для сечения с максимальным изгибающим моментом , взятым из задачи № 3.

3. Используя эпюры изгибающих моментов , построенных в задаче № 3, определить из расчета на прочность номер профиля двутавровой (при значительной недогрузке принять для балки сечение в виде швеллера) прокатной балки. Материал балки - сталь Ст.3, [σ] = 160 МПа.

4. При том же значении допускаемого напряжения определить по условию прочности размеры поперечного сечения в форме:

а) круга диаметра d;

б) кольца с отношением диаметров

в) прямоугольника с отношением сторон

5. Составить таблицу отношений площадей указанных сечений к площади двутаврового профиля.

Исходные данные:

Номер сечения: 6

ЗАДАЧА №5

Стальной вал вращается с постоянной частотой n и передаёт мощность N.

Требуется:

1. Определить нагрузки, действующие на вал;
2. Построить эпюры крутящих моментов, эпюры изгибающих моментов в двух плоскостях (вертикальной и горизонтальной);
3. Подобрать диаметр вала, использую третью теорию прочности, если известно допускаемое напряжение [σ] = 170 МПа

Схема по рисунку: 6