Расчет стержневых систем и бруса на растяжение, Расчет нагруженной балки, Экзаменационные вопросы по прикладной механике

Расчет стержневых систем и бруса на растяжение, Расчет нагруженной балки, Экзаменационные вопросы по прикладной механике

комитет по высшему образованию Российской Федерации

Московская Государственная Академия Тонкой Химической Технологии

им. М.В. Ломоносова

кафедра :

“Прикладная механика и основы конструирования.”

Расчетно-графическая работа ( 1 :

“Расчет стержневых систем и бруса на растяжение”

Вариант (: 24

студент: Холин Андрей Юрьевич (группа Е-203)

преподаватель: Грусков Александр Дмитриевич

1998г.

Задание ( 1.

1.1 Для заданной стержневой системы определить внутренние усилия в

стержнях, поддерживающих абсолютно жесткую балку, нагружаемую внешними

силами. Стержни соединяются со стеной, с балкой, между собой посредством

шарниров.

1.2 Для рассматриваемой стержневой системы определить по условию прочности

диаметр круглых стержней, приняв [(] = 160 н/мм2.

Дано: a = l, b = 3l, P = 32 кН.

[pic]

l = 1,2 м

Определить: N - ?, Ay - ?, Az - ?

Решение:

1.1

Уравнения равновесия балки: ((Py) = 0, ((Pz) = 0, ((mz) = 0

(1). Ay + P ( 3P + N ( sin 60( = 0

(2). Az + N ( cos 60( = 0

уравнение моментов относительно точки A:

(3). P ( a ( 3P ( (a+b) + N ( sin 60( ( (a+b) = 0

Из уравнений (1), (2) находим: Ay = 2P ( N ( sin 60(, Az = ( N ( cos 60(

Выражая силу N из уравнения моментов (3), получим:

[pic]

N = 3 ( 32 / sin 60( ( 32 ( 1,2 / (sin 60( ( (1,2 + 1,2 ( 3)) = 101,61

(кН).

Ay = 2 ( 32 ( 101,61 ( sin 60( = (24 (кН).

Az = ( 101,61 ( cos 60( = (50,81

Для проверки посчитаем сумму моментов относительно точки B:

Ay((a+b) + P(b = 0, (24( (1,2 + 1,2 ( 3) + 32(1,2 ( 3 = (115,2 + 115,2 =

0.

Обращение левой части уравнения в нуль показывает правильность искомых

величин.

1.2

[(] = 160 н/мм2, F (мм2), F = N/(, F = (r2 = (d2/4, [pic]

k - коэффициент запаса прочности. Если принять k = 2, то :

[pic]

Задание ( 2.

2.1 Для ступенчатого бруса определить внутренние усилия и построить эпюру

поперечных сил N.

2.2 Используя эпюру N и размеры ступенчатого бруса определить и построить

эпюры нормальных напряжений ( и перемещений U, считая брус стальным. E =

2(105 н/мм2. Проверить прочность бруса в опасном сечении приняв [(] = 160

н/мм2.

[pic]

NAB = P = 32 кН;

NBC = P(2P = (P = (32 кН;

NCD = P(2P(3P = (4P = (128 кН;

NDE = P(2P(3P+P = (3P = (96 кН

F1 = (d2/4 = ((202/4 = 100( ( 314,2 (мм2).

F2 = ((1,4(d)2/4 = (((1,4(20)2/4 = 196( (

( 615,8 (мм2).

(AB = NAB / F1 = 32000 / 100( (

( 101,9 (н/мм2).

(BС = NBС / F2 = (32000 / 196( (

( (52 (н/мм2).

(СD = NСD / F2 = (128000 / 196( (

((207,9 (н/мм2).

(DE = NDE / F2 = (96000 / 196( (

( (155,9 (н/мм2).

E = 2(105(н/мм2).

UE = 0.

UD = c ( (DE / E = 2l ( (DE / E ( (155,9 ( 2 ( 1,2 ( 103 / (2 ( 105) =

(1,87 (мм).

UC = UD + b ( (CD / E ( (1,87 ( 207,9 ( 3 ( 1,2 ( 103 / (2 ( 105) = (5,61

(мм).

UB = UC + a ( (BC / E ( (5,61 ( 52 ( 1,2 103 / (2 ( 105) = (5,93 (мм).

UA = UB + a ( (AB / E ( (5,93 + 101,9 ( 1,2 ( 103 / (2 ( 105) = (5,31 (мм).

Проверка прочности бруса в опасном сечении (при ((( = (((max):

На участке CD ((( имеет максимальное значение.

Условие прочности ( ( [(] не выполняется: ((207,9(> 160.