Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» |
Б3.Б.2 ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА
ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО (ПРИКЛАДНОЙ) МЕХАНИКЕ
Подготовка бакалавров по направлениям
260100 Продукты питания из растительного сырья
260200 Продукты питания животного происхождения
260800 Технология продукции и организация общественного питания
Уфа 2013
УДК 539.3
ББК 30.121
Рекомендовано к изданию методической комиссией механического факультета (протокол № 1 от 04 сентября 2013 г.)
Составитель: доцент Ахмаров Р.Г.,
Рецензент: доцент кафедры «Технология металлов
и ремонт машин» Гаскаров И.Р.
Ответственный за выпуск: заведующий кафедрой “Теоретическая и прикладная механика”, д.т.н., профессор Нафиков М.З.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ…………………………………..4
1 СТЕРЖНЕВАЯ СИСТЕМА………………..………………...5
2 СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМАЯ
СТЕРЖНЕВАЯ СИСТЕМА…………………………………….7
3 КРУЧЕНИЕ……………………………………………………..8
4 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПЛОСКИХ СЕЧЕНИЙ…………………………………..…….10
5 ПЛОСКИЙ ИЗГИБ………………………………...…………12
6 ИЗГИБ С КРУЧЕНИЕМ……..………………………………14
7 УСТОЙЧИВОСТЬ……………………………..……………..16
8 РАСЧЕТЫ НА УДАР…………………………………………17
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
1. Студент обязан взять из таблицы, прилагаемой к условию задачи, данные в соответствии со своим личным номером ЗАЧЕТНОЙ КНИЖКИ (шифром) и первыми четырьмя буквами русского алфавита, которые следует расположить под шифром, например:
шифр - 2760
буквы - абвг
Из каждого вертикального столбца таблицы исходных данных, обозначенного внизу определенной буквой, надо взять только одно число, стоящее в той горизонтальной строке, номер которой совпадает с номером буквы в шифре. Например, вертикальные столбцы табл.1 обозначены буквами «а», «б», «в», «г». В этом случае при указанном выше личном номере (шифре) 2760 студент должен взять из столбцов «а» строку номер 2 (схема №2 по рис.1, В=2,2 м), из столбцов «б» - строку номер семь (F=17 см2, c=2,7 м), из столбца «в» - строку номер шесть (P=110 кН) и из столбца «г» - строку ноль (а=3 м).
Работы, выполненные с нарушением этих требований, не засчитываются.
2. Не следует приступать к выполнению курсовой работы, не изучив соответствующего раздела курса и не решив самостоятельно рекомендованных задач. Если студент слабо усвоил основные положения теории и не до конца разобрался в приведенных примерах, то при выполнении работ могут возникнуть большие затруднения. Несамостоятельно выполненное задание не дает возможности преподавателю-рецензенту вовремя заметить недостатки в работе студента. В результате студент не приобретает необходимых знаний и оказывается неподготовленным к экзамену.
3. В заголовке работы должны быть четко написаны: номер контрольной работы, название дисциплины, фамилия, имя и отчество студента (полностью), название факультета и специальности, учебный шифр.
4. Работу следует выполнять на листах формата А4, чернилами (не красными), четким почерком, с полями.
5. Перед решением каждой задачи надо выписать полностью ее условие с числовыми данными, составить аккуратный эскиз в масштабе и указать на нем в числах все величины, необходимые для расчета.
6. Решение должно сопровождаться краткими, последовательными и грамотными без сокращения слов объяснениями и чертежами, на которых все входящие в расчет величины должны быть показаны в числах. Надо избегать многословных пояснений и пересказа учебника: студент должен знать, что язык техники - формула и чертеж. При пользовании формулами или данными, отсутствующими в учебнике, необходимо кратко и точно указывать источник (автор, название, издание, страница, номер формулы).
7. Необходимо указать размерность всех величин и подчеркнуть окончательные результаты.
8. Не следует вычислять большое число значащих цифр, вычисления должны соответствовать необходимой точности. Нет необходимости длину деревянного бруса в стропилах вычислять с точностью до миллиметра, но было бы ошибкой округлять до целых миллиметров диаметр вала, на который будет насажен шариковый подшипник.
9. В возвращенной работе студент должен исправить все отмеченные ошибки и выполнить все данные ему указания. В случае требования рецензента следует в кратчайший срок послать ему выполненные на отдельных листах исправления, которые должны быть вложены в соответствующие места рецензированной работы. Отдельно от работы исправления не рассматриваются.
1 СТЕРЖНЕВАЯ СИСТЕМА
Два стальных (1 и 2) стержня, шарнирно соединенных в точке А, находятся под действием силы Р (рис. 1). Первый стержень имеет длину с и площадь поперечного сечения F, второй - длину а и площадь - 2F.
1. Найти величину нормальных напряжений, действующих в стержнях.
2. Найти абсолютную и относительную деформации стержней.
Данные взять из табл.1.
Таблица 1
|
Номер |
Схемы по |
F |
P |
a |
B |
c |
Напряжение, МПа |
||
|
строки |
рис.1 |
см2 |
кН |
м |
М |
м |
|||
|
1 |
1 |
11 |
110 |
2.1 |
2.1 |
2.1 |
10 |
10 |
10 |
|
2 |
2 |
12 |
120 |
2.2 |
2.2 |
2.2 |
20 |
20 |
20 |
|
3 |
3 |
13 |
130 |
2.3 |
2.3 |
2.3 |
30 |
30 |
30 |
|
4 |
4 |
14 |
140 |
2.4 |
2.4 |
2.4 |
40 |
40 |
40 |
|
5 |
5 |
15 |
150 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
50 |
50 |
50 |
|
6 |
6 |
16 |
110 |
2.6 |
2.6 |
2.6 |
60 |
60 |
60 |
|
7 |
7 |
17 |
120 |
2.7 |
2.7 |
2.7 |
70 |
70 |
70 |
|
8 |
8 |
18 |
130 |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
80 |
80 |
80 |
|
9 |
9 |
19 |
140 |
2.9 |
2.9 |
2.9 |
90 |
90 |
90 |
|
0 |
10 |
20 |
150 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
100 |
100 |
100 |
|
|
а |
б |
в |
г |
а |
б |
в |
г |
а |
Рис. 1
2 СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМАЯ
СТЕРЖНЕВАЯ СИСТЕМА
Абсолютно жесткий брус опирается на шарнирно неподвижную опору и прикреплен к двум стержням при помощи шарниров (рис.2).
Требуется найти:
усилия и напряжения в стержнях, выразив их через силу Q;
допускаемую нагрузку [Q], приравняв большее из напряжений в двух стержнях допускаемому напряжению []=160 МПа;
предельную грузоподъемность системы Qпр и допускаемую нагрузку [Qпр], если предел текучести =240 МПа и запас прочности n=1,5;
сравнить величины допускаемых нагрузок [Q] и [Qпр].
Данные взять из табл. 2.
Таблица 2
|
Номер |
Схемы по |
F |
P |
a |
b |
c |
Напряжение, МПа |
||
|
строки |
рис.2 |
см2 |
кН |
М |
М |
м |
|||
|
1 |
1 |
11 |
110 |
2.1 |
2.1 |
2.1 |
10 |
10 |
10 |
|
2 |
2 |
12 |
120 |
2.2 |
2.2 |
2.2 |
20 |
20 |
20 |
|
3 |
3 |
13 |
130 |
2.3 |
2.3 |
2.3 |
30 |
30 |
30 |
|
4 |
4 |
14 |
140 |
2.4 |
2.4 |
2.4 |
40 |
40 |
40 |
|
5 |
5 |
15 |
150 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
50 |
50 |
50 |
|
6 |
6 |
16 |
110 |
2.6 |
2.6 |
2.6 |
60 |
60 |
60 |
|
7 |
7 |
17 |
120 |
2.7 |
2.7 |
2.7 |
70 |
70 |
70 |
|
8 |
8 |
18 |
130 |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
80 |
80 |
80 |
|
9 |
9 |
19 |
140 |
2.9 |
2.9 |
2.9 |
90 |
90 |
90 |
|
0 |
10 |
20 |
150 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
100 |
100 |
100 |
|
|
г |
б |
в |
а |
а |
б |
в |
г |
а |
Рис. 2
3 КРУЧЕНИЕ
К стальному валу приложены скручивающие моменты: М1, М2, М3, М4, (рис.3). Требуется:
построить эпюру крутящих моментов;
при заданном значении [] определить диаметр вала из расчета на прочность и округлить его величину до ближайшей большей, соответственно равной: 30, 35, 40,45, 50, 60, 70, 80, 90, 100 мм;
построить эпюру углов закручивания;
найти наибольший относительный угол закручивания.
Данные взять из табл. 3.
Таблица 3
|
Номер |
Схема |
Расстояние, м |
Моменты, кНм |
[] |
|||
|
строки |
по рис.4 |
а |
b |
с |
М1; М3 |
М2; М4 |
МПа |
|
1 |
1 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
2,1 |
1,1 |
35 |
|
2 |
2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
2,2 |
1,2 |
40 |
|
3 |
3 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
2,3 |
1,3 |
45 |
|
4 |
4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
2,4 |
1,4 |
50 |
|
5 |
5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
2,5 |
1,5 |
55 |
|
6 |
6 |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
0,6 |
60 |
|
7 |
7 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
0,7 |
65 |
|
8 |
8 |
1,8 |
1,8 |
1,8 |
1,8 |
0,8 |
70 |
|
9 |
9 |
1,9 |
1,9 |
1,9 |
1,9 |
0,9 |
75 |
|
0 |
10 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
1,0 |
80 |
|
|
б |
а |
в |
г |
а |
б |
в |
Рис. 3
4 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПЛОСКИХ СЕЧЕНИЙ
Для составного поперечного сечения (рис.4), состоящего из двутавра, швеллера, уголка, заданных в табл. 4, требуется:
определить положение центра тяжести;
найти величину осевых и центробежных моментов инерции относительно центральных осей;
определить направление главных центральных осей;
найти величину моментов инерции относительно главных центральных осей;
вычертить сечение в масштабе 1:2 и указать на нем все размеры в числах и все оси.
При расчете все необходимые данные следует взять из таблицы сортамента.
Таблица 4
|
Номер строки |
Сечение по рис. 5 |
Швеллер № |
Равнобокий уголок № |
Двутавр № |
|
1 |
1 |
14 |
8(8) |
12 |
|
2 |
2 |
16 |
8(6) |
14 |
|
3 |
3 |
18 |
9(8) |
16 |
|
4 |
4 |
20 |
9(7) |
18 |
|
5 |
5 |
22 |
9(6) |
20а |
|
6 |
6 |
24 |
10(8) |
20 |
|
7 |
7 |
27 |
10(10) |
22а |
|
8 |
8 |
30 |
10(12) |
22 |
|
9 |
9 |
33 |
12,5(10) |
24а |
|
10 |
10 |
36 |
12,5(12) |
24 |
|
|
в |
б |
а |
г |
Рис. 4
5 ПЛОСКИЙ ИЗГИБ
Для заданных двух схем балок (рис.5) требуется написать выражение Qy и Mx для каждого участка в общем виде, построить эпюры Qy и Mx , найти Мх max и подобрать для схемы (а) деревянную балку круглого поперечного сечения при []=8 МПа; для (б) стальную балку двутаврового поперечного сечения при []=160 МПа., . Определить прогиб свободного конца балки схемы (а).
Данные взять из табл. 5.
Таблица 5
|
Номер |
Схема |
l1 |
l2 |
Расстояние в |
М |
Р |
q |
||
|
строки |
По |
|
|
долях пролета |
|
|
|
||
|
|
рис.6 |
м |
м |
a1/a |
a2/a |
a3/a |
кНм |
кН |
кН/м |
|
1 |
1 |
1,1 |
6 |
1 |
9 |
1 |
10 |
10 |
10 |
|
2 |
2 |
1,2 |
7 |
2 |
8 |
2 |
20 |
20 |
20 |
|
3 |
3 |
1,3 |
3 |
3 |
7 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
4 |
4 |
1,4 |
4 |
4 |
6 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
5 |
5 |
1,5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
6 |
6 |
1,6 |
6 |
6 |
6 |
1 |
6 |
6 |
6 |
|
7 |
7 |
1,7 |
7 |
7 |
7 |
2 |
7 |
7 |
7 |
|
8 |
8 |
1,8 |
8 |
8 |
8 |
3 |
8 |
8 |
8 |
|
9 |
9 |
1,9 |
9 |
9 |
9 |
4 |
9 |
9 |
9 |
|
0 |
10 |
2,0 |
10 |
10 |
10 |
5 |
10 |
10 |
10 |
|
|
б |
а |
в |
г |
а |
б |
в |
г |
а |
Рис. 5
6 ИЗГИБ С КРУЧЕНИЕМ
Шкив с диаметром D1 и углом наклона ветвей ремня к горизонту делает n оборотов в минуту и передает мощность Р кВт. Два других шкива имеют одинаковый диаметр D2 и одинаковые углы наклона ветвей к горизонту и каждый из них передает мощность Р/2(рис.8). Требуется подобрать диаметр вала d при []=70 МПа и округлить его величину (см. задачу 4).
Данные взять из табл. 7.
Таблица 9
|
Номер |
Схема |
Р |
n |
а |
b |
c |
D1 |
D2 |
||
|
строки |
по рис.8 |
кВт |
об/мин |
м |
м |
м |
м |
м |
|
|
|
1 |
1 |
10 |
100 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
0,8 |
0,2 |
10о |
10о |
|
2 |
2 |
20 |
200 |
0,5 |
0,3 |
0,4 |
0,6 |
0,25 |
20о |
20о |
|
3 |
3 |
30 |
300 |
0,7 |
0,2 |
0,3 |
0,7 |
0,3 |
30о |
30о |
|
4 |
4 |
40 |
400 |
0,65 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
0,35 |
40о |
40о |
|
5 |
5 |
50 |
500 |
0,55 |
0,15 |
0,1 |
0,55 |
0,4 |
50о |
50о |
|
6 |
6 |
60 |
600 |
0,45 |
0,25 |
0,15 |
0,65 |
0,45 |
60о |
60о |
|
7 |
7 |
70 |
700 |
0,35 |
0,35 |
0,25 |
0,75 |
0,5 |
70о |
70о |
|
8 |
8 |
80 |
800 |
0,25 |
0,45 |
0,35 |
0,8 |
0,4 |
80о |
80о |
|
9 |
9 |
90 |
900 |
0,2 |
0,55 |
0,45 |
0,7 |
0,3 |
90о |
90о |
|
0 |
10 |
100 |
1000 |
0,5 |
0,6 |
0,55 |
0,6 |
0,2 |
0о |
0о |
|
|
а |
б |
в |
г |
а |
б |
в |
г |
а |
Б |
Рис. 9
7 УСТОЙЧИВОСТЬ
Стальной стержень длиной l сжимается силой Р. Требуется найти:
размеры поперечного сечения при допускаемом напряжении на сжатие []=160 МПа (расчет производить последовательными приближениями, предварительно задаваясь величиной коэффициента );
величину критической силы и коэффициент запаса устойчивости.
Данные взять из табл. 10.
Таблица 10
|
Но-мер стро-ки |
Вари-ант схемы формы сечения |
Р кН |
l м |
Схема закрепле-ния стержня |
Форма сечения стержня |
|
|
1
2
|
I
II
|
100
200
|
2,1
2,2
|
I |
II |
|
|
3
4
|
III
IV
|
300
400
|
2,3
2,4
|
III |
IV |
|
|
5
6
|
V
VI
|
500
600
|
2,5
2,6
|
V |
VI |
|
|
7
8
|
VII
VIII
|
700
800
|
2,7
2,8
|
VII |
VIII |
|
|
9
0
|
IX
X
|
900
1000 |
2,9
3,0
|
IX |
X |
|
|
|
б |
а |
в |
г |
8 РАСЧЕТЫ НА УДАР
На балку, выполненную из прокатных профилей, свободно лежащую на двух опорах (рис.12) с высоты H падает груз F5. Требуется найти наибольшее нормальное напряжение в балке. Данные взять из табл. 12.
Таблица 11
|
Номер |
Схема |
а, м |
b,м |
H,м |
F5,кН |
|
1 |
1 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
|
2 |
2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
|
3 |
3 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
|
4 |
4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
|
5 |
5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
6 |
6 |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
0,6 |
|
7 |
7 |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
0,7 |
|
8 |
8 |
1,8 |
1,8 |
1,8 |
0,8 |
|
9 |
9 |
1,9 |
1,9 |
1,9 |
0,9 |
|
0 |
10 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|
в |
б |
а |
г |
а |
1 схема 2 схема
3 схема 4 схема
5 схема 6 схема
7 схема 8 схема
9 схема 10 схема
Рис.10
1.Александров, А. В. Сопротивление материалов [Текст] : учебник для студ. вузов / А. В. Александров, В. Д. Потапов, Б. П. Державин. - 4-е изд., испр. - М. : Высшая школа, 2004. - 560 с.
2. Степин, П.А. Сопротивление материалов [Текст]: учебник. 10-е изд. П.А. Степин Санкт-Петербург: Лань, 2010г. – 320 с.
3. Сопротивление материалов [Текст] : пособие по решению задач / И. Н. Миролюбов [и др.]. - 7-е изд., испр. - СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2007. - 508 с.
4. Сопротивление материалов [Текст] : учеб. пособие для студ. вузов / Н. А. Костенко, С. В. Балясникова, Ю. Э. Волошановская. - 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2004. - 431 с.
5. Молотников, В. Я. Курс сопротивления материалов [Текст] : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по напр. подготовки диплом. спец. 660300 "Агроинженерия" : допущено МСХ РФ / В. Я. Молотников. - СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2006. - 380 с.
6. Сопротивление материалов [Текст]: учебник для студ. высш. технич. учеб. заведений: рек. М-вом образования РФ / В. И. Феодосьев. - 14-е изд., испр. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. - 589 с
Лицензия РБ на издательскую деятельность № 0261 от 10 апреля 1998 г.
Подписано в печать________ Формат 60х84. Бумага
типографическая. Гарнитура Таймс. Усл. печ. л.___ Усл. изд. л.____Тираж 100 экз.
Заказ № ____
Издательство Башкирского государственного аграрного университета
Типография Башкирского государственного аграрного университета
Адрес издательства и типографии: 450001, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34