Числовые данные для стержней

М. А.Дудаев, С. Л.Алесковский

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Задачник

Иркутск 2018

УДК 539.3/.6

ББК 30.121

     Д 81

Рекомендовано к изданию редакционным советом ИрГУПС

Рецензенты:

А. А. Кудрявцев, канд. техн. наук, доцент кафедры самолетостроения и эксплуатации авиационной техникиИрНИТУ;

Е. В. Зеньков, канд. техн. наук, доцент кафедры теоретической механики и сопротивления материаловИрНИТУ

Дудаев М. А., Алесковский С. Л.

Сопротивление материалов : задачник / М. А. Дудаев,
С. Л. Алесковский. – Иркутск :ИрГУПС, 2018. – 80 с.

В задачнике представлены задания для самостоятельных, расчетно-графических и расчетно-проектировочных работ по дисциплинам «Сопротивление материалов», «Прикладная механика» и «Техническая механика», а также приведены краткие справочные данные для расчетов.

Предназначен для студентов специальностей 23.05.06 «Строительство железных дорог», 08.03.01 «Строительство», 12.03.01 «Приборостроение», 15.03.01 «Мехатроника и робототехника», 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог», 23.05.04 «Эксплуатация железных дорог».

УДК 539.3/.6

ББК30.121

                                                                © Дудаев М. А., Алесковский С. Л.., 2018

                                                                © Иркутский государственный университет

                                                                    путей сообщения, 2018

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ. 3

ПРЕДИСЛОВИЕ. 4

1. Расчет ступенчатого стержня на прочность и жесткость при растяжении и сжатии. 5

2. Расчет статически неопределимых стержневых систем. 8

3. Расчет заклепочного соединения на срез и смятие. 12

4. Расчет ступенчатого вала на прочность и жесткость при кручении. 14

5. Геометрические характеристики плоских сечений. 19

6. Плоское напряженное состояние в точке твердого тела. 21

7. Расчет статически определимых балок на прочность при изгибе. 22

8. Расчет статически определимых рам на прочность при изгибе. 28

9. Расчет статически определимых балок на жесткость при изгибе методом начальных параметров. 32

10. Применение метода Мора-Верещагина к расчету статически неопределимых балок. 34

11. Расчет статически неопределимых рам на прочность. 36

12. Расчет вала на прочность и выносливость при совместном действии изгиба и кручения. 41

13. Расчет бруса при внецентренном растяжении-сжатии. 44

14. Расчет сжатого стержня на устойчивость. 47

15. Расчет балки при ударном воздействии. 48

16. Расчет балки на прочность при вынужденных колебаниях. 50

Библиографический список. 51

Приложение А.. 52

Приложение Б. 53

Приложение В.. 56

ПРЕДИСЛОВИЕ

Проектирование легких и надежных конструкций, обладающих необходимой прочностью и долговечностью, возможно лишь на базе глубокого изучения общеинженерных дисциплин. Среди таких дисциплин важное место принадлежит дисциплине «Сопротивление материалов». Изучение разделов курса сопротивления материалов в полной мере невозможно без практического решения задач.

В настоящем учебном издании приведены задания для самостоятельной работы студентов, охватывающие широкий круг разделов дисциплины, таких как растяжение и сжатие стержней, статически неопределимые системы, срез и смятие, геометрические характеристики плоских сечений, кручение валов, изгиб балок и рам, сложное сопротивление, устойчивость и динамическое нагружение.В приложениях приведены краткие справочные данные, полученные на основании проработки технических литературных источников, включая нормативные документы и государственные стандарты.

Расчет ступенчатого стержня на прочность и жесткость при растяжении и сжатии

Чугунный ступенчатый стержень находится под действием сосредоточенных сил и погонных нагрузок. Ступени стержня имеют круглое поперечное сечение. Величины нагрузок, продольные размеры стержня материалов приведены в табл. 1.1. Физико-механические характеристики материалов приведены в приложении А.

Для заданной схемы стержня (рис. 1.1 – 1.2) требуется:

1) Составить аналитические выражения и построить эпюру продольных сил;

2) Из расчета на прочность определить требуемые размеры ступеней стержня;

3) Построить эпюру распределения нормальных напряжений по длине стержня;

4) Построить эпюру перемещений сечений стержня.

При оформлении работы обязательно требуется соблюдать пропорции продольных размеров стержня, а также, величин на эпюрах. Все три эпюры изображаются на одном рисунке совместно со схемой стержня.

Эпюры, не подчиняющиеся правилам контроля эпюр при растяжении-сжатии[4, 5], преподавателем не рассматриваются.

Таблица 1.1

Числовые данные для стержней

№ строки	№ расчетной схемы		Нагрузки			Длины участков				[n]	Материал
	1-я цифра схемы	2-я цифра схемы	, кН	, кН	, кН/м	, м	, м	, м	, м
1	0	7	240	200	120	0,6	0,9	0,85	0,6	1,7	СЧ 12-28
2	1	4	360	350	150	0,75	0,8	0,75	0,65	1,2	СЧ 15-32
3	2	5	120	500	180	0,5	1,1	0,45	1,4	1,9	СЧ 18-36
4	2	8	390	300	210	0,95	1,2	1,15	1,0	2,0	СЧ 24-44
5	1	0	270	420	320	0,85	0,5	1,25	1,25	1,6	СЧ 35-56
6	0	2	330	180	160	0,9	0,7	1,15	0,85	2,5	СЧ 12-28
7	0	6	150	265	200	0,7	1,0	0,65	1,45	1,8	СЧ 15-32
8	1	1	250	340	250	0,55	1,4	0,95	1,2	1,3	СЧ 18-36
9	2	3	300	230	180	0,65	1,3	0,55	0,8	1,5	СЧ 24-44
0	2	9	350	400	130	0,8	0,6	1,05	0,4	1,4	СЧ 35-56
Цифра шифра	II	I	I	II	III	III	I	II	III	II	I

Рис. 1.1

Рис. 1.2