Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 Новополоцк 2011 УДК ББК Одобрены и рекомендованы к

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 24.11.2024

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

“Полоцкий государственный университет”

МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ

ЗАДАНИЯ, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

И ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ЗАОЧНИКОВ  СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

1-36 01 01 –Технология машиностроения

1-37 01 06 –Техническая эксплуатация автомобилей

ЧАСТЬ 1

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

Новополоцк -2011

УДК

ББК

Одобрены и рекомендованы к изданию методической комиссией

машиностроительного  факультета

Кафедра механики

Составители:

В.Э. ЗАВИСТОВСКИЙ,  канд. техн. наук, профессор;

В.А. ДРОНЧЕНКО, ассистент

Рецензенты:

Н.Н. ПОПОК, доктор техн. наук, профессор, заведующий кафедрой технологии и оборудования машиностроительного производства;

Л.С. ТУРИЩЕВ, канд. техн. наук, доцент кафедры механики

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………….

Оформление контрольных работ……………………………………………………….

Список условных обозначений…………………………………………………………..

Задача 1.1. Расчет шарнирно-стержневой статически определимой конструкции…..

Пример решения и методические указания к задаче 1.1……………………….

Задача 1.2. Расчет на прочность и жесткость статически определимого бруса……

Пример решения и методические указания к задаче 1.2……………………….

Задача 1.3. Расчет статически-неопределимых конструкций, испытывающих

растяжение-сжатие……………………………………………………………………….

Пример решения и методические указания к задаче 1.3……………………….

Задача 1.4. Вычисление положения центра тяжести и геометрические характерис-

тики сложного сечения…………………………………………………………………..

Пример решения и методические указания к задаче 1.4………………………

Задача 1.5. Вычисление геометрических характеристик составного сечения,

состоящего из стандартных профилей…………………………………………………

Пример решения и методические указания к задаче 1.5………………………

Задача 1.6. расчет вала на прочность и жесткость при кручении…………………….

Пример решения и методические указания к задаче 1.6………………………

Задача 1.7. Построение внутренних силовых факторов при плоском изгибе……….

Пример решения и методические указания к задаче 1.7………………………

Теоретический вопрос 1.8……………………………………………………………….

Список рекомендуемой литературы…………………………………………………….

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………………………..

Таблица 1. Механические характеристики материалов и допускаемые

напряжения……………………………………………………………………………….

Таблица 2. Таблица нормальных размеров……………………………………..

Таблица 3. Геометрические характеристики типовых плоских сечений……..

Таблица 4.  Профили стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные

и квадратные ……………………………………………………………………………..

Таблица 5. Сталь горячекатаная. Балки двутавровые………………………….

Таблица 6. Сталь горячекатаная. Швеллеры…………………………………….

Таблица 7. Уголки стальные горячекатаные равнополочные…………….…….

Таблица 8. Уголки стальные горячекатаные неравнополочные……………..….

                   

ВВЕДЕНИЕ

Механика материалов – наука о прочности, жесткости и устойчивости отдельных элементов конструкций при гарантированной долговечности.

Все современные конструкции, машины и приборы создают по заранее составленным проектам. В проекте указывают материалы элементов конструкций и деталей машин, а также все их размеры, необходимые для изготовления. Следовательно, уже в процессе проектирования нужно уметь определять размеры элементов и деталей, входящих в состав конструкции или машины. Естественно, указанные размеры зависят от ряда условий и обстоятельств, в том числе от свойств материала изделия и от предполагаемых на него воздействий.

Задачей механики материалов и является привитие будущим инженерам теоретических основ и практических навыков в установлении требуемых размеров элементов конструкций и деталей машин. При этом должна быть обеспечена надежность эксплуатации технического объекта и экономичность конструкции, в значительной мере определяемая расходом конструкционных материалов.

Студенты-заочники машиностроительных и транспортных специальностей выполняют две контрольные работы, по одной в каждом семестре. Каждая контрольная работа включает в себя решение семи задач и ответа на один теоретический вопрос. Каждая задача контрольной работы приведена в десяти типах и десяти вариантах. Число теоретических вопросов - девятнадцать. Студент обязан взять для решения тип схемы, который соответствует последней цифре шифра студента  и из таблицы тот вариант с числовыми данными, который соответствует предпоследней цифре шифра. Если последняя цифра шифра студента ноль, то ему надо выполнять задачи десятого типа. Если предпоследняя цифра шифра ноль, студент должен выполнить задачи варианта 10 своего типа.

Теоретический вопрос контрольной работы выбирается следующим образом. Номер теоретического вопроса соответствует сумме двух цифр шифра студента – последней и предпоследней. Если последняя цифра шифра студента ноль, то ее следует считать за 10. Если предпоследняя цифра шифра ноль, то при суммировании она соответствует нулю.

Например, студент, имеющий шифр 1136010150, должен выполнить в каждой контрольной работе задачи по схеме десятого типа пятого варианта и ответить на пятнадцатый (10 + 5 = 15) теоретический вопрос.

Контрольные работы, выполненные с нарушением этих указаний, не проверяются и не засчитываются.

ОФОРМЛЕНИЕ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Не следует приступать к выполнению контрольных работ, не изучив соответствующего раздела курса.

Контрольною работу следует оформлять в тетради с полями, оставленными для замечаний рецензента. Перед решением задачи надо выписать полностью ее условие с числовыми данными, составить эскиз (рисунок) в масштабе и указать на нем в числах все величины, необходимые для расчета. Решение каждой задачи следует начинать с новой страницы.

При выполнении задач сначала надо наметить ход решения и те допущения, которые могут быть положены в его основу, а затем провести расчет; причем все необходимые вычисления сначала проделать в общем виде, обозначая все данные и искомые величины буквами, после чего вместо буквенных обозначений проставить их числовые значения и найти результат. Везде необходимо придерживаться стандартных обозначений. Расчеты должны быть выполнены в определенной последовательности, теоретически обоснованы и сопровождены пояснительным текстом. При выполнении расчетов необходимо указывать литературу с отметкой страниц и таблиц, откуда взяты расчетные формулы, допускаемые напряжения, материалы и другие величины.

Все расчеты в контрольной работе должны производиться в единицах СИ. Вычисленные значения должны быть округлены и взяты по ГОСТ. Следует указывать единицы всех величин.

Решение сопровождать краткими, последовательными и грамотными (без сокращения слов) объяснениями и чертежами. Основные графические построения (поперечные сечения, схемы стержней, брусьев, валов, балок с эпюрами и т.д.) следует выполнять на отдельной странице с соблюдением принятого масштаба.  При пользовании формулами или данными, отсутствующими в учебно-методическом комплексе или базовом учебнике, необходимо кратко и точно указывать источник (автора, издание, номер страницы или формулы). Не следует вычислять большое число значащих цифр, вычисления должны соответствовать необходимой точности.

На обложке контрольной работы должны быть четко написаны: название дисциплины, фамилия, имя и отчество студента (полностью), название факультета и специальности, название кафедры, за которой закреплена дисциплина, учебный шифр, точный почтовый адрес и дата отсылки работы

Контрольные работы, оформленные небрежно и без соблюдения предъявляемых к ним требований, не принимаются и не рассматриваются.

После рецензирования на обложке контрольной работы рецензент выполняет надпись либо "к защите", если работа выполнена в полном объеме без ошибок, либо "на исправление", если работа выполнена с ошибками или не в полном объеме.

Контрольная работа, выполненная в полном объеме и без ошибок, остается на кафедре и подлежит защите в установленные кафедрой сроки.

Если контрольная работа выполнена с ошибками, то студент персонально ее забирает на исправление и сдает повторно, после устранения ошибок и других замечаний рецензента.

Студент, не защитивший контрольную работу, к зачету либо к экзамену не допускается.

На защите контрольной работы студент обязан самостоятельно решить подобные типовые задачи, ответить на вопросы по методике их решения и технически грамотно изложить основные положения теоретического вопроса.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Латинский алфавит

А – площадь поперечных сечений

b – ширина конструктивных элементов

С – центр тяжести сечения

d – диаметр вала

Е – модуль продольной  упругости

е – индекс внешних сил

F – модуль силы

f – прогиб, вертикальное перемещение центра тяжести сечения

Fкр – критическая сила

G – модуль сдвига

h – высота конструктивного элемента

Jx, Jy – осевые моменты инерции

Jxy – центральный момент инерции

Jр – полярный момент инерции

Jmax, Jmin – главные моменты инерции сечения

ix, iy – радиус инерции сечения

l – длина конструктивного элемента

M – внешний изгибающий момент

Mx, My – внутренние изгибающие моменты относительно соответствующей оси

Mэкс – эквивалентный (приведенный) момент

N – продольная сила

n – частота вращения

Р – мощность

р – давление

Qx, Qy – поперечная сила

q – распределенная (погонная) нагрузка

Sx – статический момент площади сечения относительно соответствующей оси

– статический момент площади отсеченной части сечения относительно нейтральной оси

[S] – коэффициент запаса прочности

Т – скручивающий (внешний) момент

Wx, Wy – осевой момент скручивания относительно соответствующей оси

Wp – полярный момент сопротивления

x – горизонтальная ось

y – вертикальная ось

z – продольная ось

YA – вертикальная, соответствующая опорной реакции

XA – горизонтальная, соответствующая опорной реакции

R – модуль опорной реакции

Греческий алфавит

t – коэффициент линейного расширения (температурная)

– угол сдвига (относительный сдвиг)

l –  абсолютная линейная деформация

– относительная продольная деформация

 – относительная поперечная деформация

– угловая скорость

– перемещение поперечных сечений при растяжении (сжатии)

– коэффициент уменьшения основных допускаемых напряжений

– угол закручивания вала

– коэффициент Пуассона

y – предел упругости

т – предел текучести

b – предел прочности

1 – предел выносливости

[] – допускаемое нормальное напряжение

оп – опасное (предельное) напряжение

– нормальное напряжение

см – напряжение смятия

– касательное напряжение

ср – напряжение среза

– коэффициент приведения длины

– гибкость элемента

кр – критические напряжения

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

Задача 1.1

Расчет шарнирно-стержневой  

статически определимой конструкции

Дана шарнирно-стрежневая конструкция АВС, нагруженная в шарнире В силами F1 и F2. Требуется:

  1.  Определить продольные силы в стержнях ВА и ВС.
  2.  Из расчета на прочность подобрать сечения указанных стержней. Для стержня ВА – круглое с округлением диаметра до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 6636-69. Для стержня ВС – двутавровое по ГОСТ 8239-89.
  3.  Определить процент перегрузки или недогрузки стержней принятых сечений.
  4.  Сделать вывод о целесообразности принятых решений.

Данные для расчета приведены в табл. 1.1.1. Схемы шарнирно-стержневых конструкций даны на рис. 1.1.1.

Таблица 1.1.1

Числовые данные к задаче 1.1

№ варианта

y, МПа

[S]

Модуль силы, кН

Пружина

Угол, град

F1

F2

1

260

2

25

50

сжата

30

40

2

240

1,5

35

70

растянута

50

70

3

210

1,5

40

80

сжата

40

60

4

220

2

45

90

сжата

80

30

5

250

2,5

30

60

растянута

70

45

6

240

1,5

20

40

сжата

45

60

7

210

1,5

15

30

растянута

60

30

8

260

1,5

40

80

растянута

70

60

9

250

2

30

60

сжата

20

70

10

230

2

25

50

растянута

30

45

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

Рис. 1.1.1. Схемы шарнирно-стержневых конструкций к задаче 1.1

Пример решения и методические указания к задаче 1.1

Дана шарнирно-стрежневая конструкция АВС (рис. 1.1.2), нагруженная в шарнире В силами F1 и F2. Требуется:

  1.  Определить продольные силы в стержнях ВА и ВС.
  2.  Из расчета на прочность подобрать сечения указанных стержней. Для стержня ВА – круглое с округлением диаметра до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 6636-69. Для стержня ВС – в виде швеллера по ГОСТ 8240-89.
  3.  Определить процент перегрузки или недогрузки стержней принятых сечений.

Исходные данные:

  •  схема шарнирно-стержневой конструкции;
  •  предел текучести ;
  •  запас прочности ;
  •  пружина растянута с силой ;
  •  .

                                                 Рис. 1.1.2. К примеру решения задачи 1.1.

Решение

1. Для определения продольных сил в стержнях ВА и ВС вырезаем узел с шарниром В. Изображаем (рис. 1.1.3) действующие на шарнир активные силы: F1 (направлена от узла В, так как пружина растянута) и F2 (сила натяжения троса); а так же продольные силы N1 и N2 направленные вдоль стержней ВА и ВС соответственно полагая, что стержни растянуты.

Рис. 1.1.3. Шарнир В с указанием внешних и внутренних сил.

Принимаем точку В за начало координат и проводим через нее координатные оси x и y.

Составляем уравнения равновесия для плоской системы сходящихся сил:

   

   

Знак «+» перед N2 говорит о том, что стержень  ВС на самом деле растянут.

Знак «–» перед N1 говорит о том, что стержень ВА на самом деле сжат.

Решение необходимо проверить, проведя новую координатную ось через линию действия силы F2,

  

.

Значит решение выполнено верно.

2. Находим площади поперечных сечений:

,

Определяем диаметр стержня ВА круглого поперечного сечения.

Полученный диаметр округляем до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 6636-69 (Приложение. Табл. 2).

Выбираем .

Выбираем по ГОСТ 8240-89 размер швеллера, из которого следует изготовить стержень ВС. Наиболее близки по площади поперечного сечения швеллеры с номерами: № 6,5 с  и № 8 с .

.3. Определяем недогрузку или перегрузку для стержней.

Расчетное напряжение 1:

.

Недогрузка

,

что приемлемо.

Расчетное напряжение 2 для швеллера № 6,5:

Перегрузка

что не приемлемо.

Расчетное напряжение 2 для швеллера № 8:

Недогрузка

что приемлемо. Хотя необходимо стремиться к обеспечению недогрузки конструкции не более 5%.

Задача 1.2

Расчет на прочность и жесткость статически определимого бруса

На брус круглого или квадратного поперечного сечения действуют осевые растягивающие и сжимающие силы F.

Требуется спроектировать брус равного сопротивления, для чего необходимо:

  1.  Определить продольные усилия N на каждом участке бруса и построить эпюру продольных сил.
  2.  Определить для каждого участка размеры поперечного сечения (диаметр для круглого и сторону квадрата для квадратного сечения) из расчета на прочность. Привести размеры поперечного сечения в соответствии с таблицей нормальных размеров.
  3.  Вычертить схему бруса по заданной длине и найденным размерам поперечного сечения в удобном масштабе.
  4.  Определить нормальные напряжения на каждом участке бруса и построить их эпюру.
  5.  Определить абсолютные деформации участков бруса l.
  6.  Определить перемещения сечений бруса и построить их эпюру.

Данные для расчета приведены в таблице 2.1. Схемы нагружения бруса даны на рисунке 1.2.1.

Механические характеристики, допускаемые напряжения для материала бруса, таблица нормальных напряжений приведены в Приложении, табл.1.

Таблица 1.2.1

Числовые данные к расчету бруса равного сопротивления

Номер

варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Нагрузка F, кН

35

50

40

45

32

60

28

25

55

30

Длина участка а, м

0,20

0,28

0,22

0,26

0,24

0,30

0,21

0,29

0,23

0,27

Форма поперечного сечения

круг

квадрат

круг

квадрат

квадрат

круг

круг

квадрат

круг

квадрат

Рис. 2.1. Схемы нагружения бруса к задаче 1.2.

Пример решения и методические указания к задаче 1.2

Исходные данные:

  •  схема нагружения бруса;

  •  ;
  •  ;
  •  форма поперечного сечения – круг;
  •  механические характеристики и допускаемые напряжения для чугуна серого:  .

Решение

  1.  Определение продольных сил на участках бруса.

Вычерчиваем расчетную схему бруса и разбиваем его на участки. Расчет производим от свободного конца бруса, т.е. справа. Используем метод сечений (рис. 1.2.2, а-г). Определяем значение продольных сил на участках. Продольную силу N будем направлять от сечения, т.е. первоначально считать, что участок растянут. Если при решении уравнения равновесия отсекаемой части продольная сила получается с отрицательным знаком, то, следовательно, участок сжатый.

Участок I (сечение I-I)

Участок II (сечение II-II)

Участок III (сечение III-III)

По полученным значениям строим эпюру продольных сил N (рис. 1.2.2, д).

2. Подбор сечения бруса равного сопротивления.

Участок I растянут. Условие прочности для этого участка имеет вид:

Отсюда

По таблице нормальных размеров принимаем ближайшее большее значение диаметра  Перегрузка не должна превышать 5%.

Проверяем прочность

.

Недонапряжение составляет:

что допустимо.

Участок II сжат. Условие прочности для этого участка

Отсюда

По таблице нормальных размеров принимаем ближайшее большее значение диаметра

Проверяем прочность

Недонапряжение составляет:

Участок III растянут. Условие прочности для этого участка

Отсюда

По таблице нормальных размеров принимаем ближайшее меньшее значение диаметра

Проверяем прочность

Перенапряжение составляет:

что допустимо.

По результатам расчета вычерчиваем схему бруса равного сопротивления (рис. 1.2.2, е).

3. Определяем значения нормальных напряжений на участках бруса

,

,

.

По полученным значениям строим эпюру нормальных напряжений , рис. 1.2.2, ж.

4. Определяем абсолютные деформации участков бруса.

,

5. Определяем перемещения сечений бруса .

Расчет производим от жесткой заделки, т.е. слева, т.к. перемещение в эпюре равно нулю.

,

По полученным значениям строим эпюру перемещений , рис. 1.2.2, з.

Рис. 1.2.2. К примеру решения задачи 1.2.

Задача 1.3

Расчет статически-неопределимых конструкций,

испытывающих растяжение-сжатие

Для системы состоящей из элемента большой жесткости и двух стержней, один из которых нагрет (охлажден) на величину t, а другой изготовлен на величину короче (длиннее) своего исходного размера определить напряжения в стержняx.

(Для систем, состоящих из трех стержней данные для третьего стержня взять такие же, как для первого стержня).

Числовые данные для расчета принять из табл. 1.3.1, схему для расчета из рис. 1.3.1.

Таблица 1.3.1

Числовые данные к задаче 1.3

№ варианта

F, кН

, град

l,

м

а,

м

Стержень 1

Стержень 2

Площадь сечения стержня

А1, мм2

А2, мм2

1

400

30

1,0

0,8

нагрет на

короче на мм

900

1500

2

350

40

0,9

0,9

короче на

охлажден на

1000

1400

3

300

15

0,8

1

охлажден на

короче на мм

1100

1300

4

250

20

0,7

0,9

длиннее на

нагрет на

1200

1200

5

200

25

0,6

0,5

нагрет на

длиннее на

мм

1300

1100

6

300

30

0,5

0,7

короче на

нагрет на

1400

1000

7

400

35

0,6

1,0

охлажден на

длиннее на

мм

1500

900

8

500

45

0,7

0,5

короче на

охлажден на

1600                     

800

9

600

40

0,8

0,9

охлажден на

короче на мм

1700

700

10

150

30

0,9

1,0

длиннее на

мм

нагрет на

1800

600

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

Пример решения и методические указания к задаче 1.3

Для системы  (рис. 3.2) состоящей из жесткой балки и двух стальных стержней, первый из которых изготовлен на величину короче требуемого размера, а второй нагрет на величину , определить напряжения в стержнях.

Числовые данные для расчета:

, , , .

Рис. 1.3.2. К примеру решения задачи 1.3

Решение

1. Определяем степень статической неопределимости системы

,

где  С – степень статической неопределимости, Н – число неизвестных (N1, N2, RD, HD), J – число уравнений статики, которые можно составить для данной системы.

При расчете данной системы необходимо одновременно учитывать влияние внешней нагрузки, изменение температуры и неточность изготовления.

При решении возможен одновременный учет всех факторов и в этом случае в уравнение совместности деформаций (деформационное уравнение) должны быть включены все члены, учитывающие влияние всех факторов.

Данную задачу решим более простым и удобным методом суперпозиций (принцип независимости действия сил). В соответствии с ним рассматриваем три задачи: первая – действует только сила F; вторая – определение температурного воздействия; третья – определение монтажных напряжений.

Полученные в результате расчета напряжения алгебраически складываются.

2. Действует только сила F.

Вычерчиваем расчетную схему (рис. 1.3.3).

Рис. 1.3.3. Расчетная схема

Из трех уравнений равновесия для решения поставленной задачи достаточно составить уравнение моментов относительно точки D.

 

                                            (1)

Для составление уравнения совместности деформаций строим схему перемещений (рис. 1.3.4)

Рис. 1.3.4. Схема перемещений

Жесткий брус поворачивать против часовой стрелки. Из подобия треугольников СС1D и АА1D следует, что:

                                                   (2)

                                (3)

Подставим значения из (3) в (2)

.

Окончательно уравнение совместности деформаций примет вид

                                                 (4)

Отсюда выразим N1 через N2

                             (5)

Подставим значение N1 из (5) в (1).

Определяем 1F и 2F:

,

3. Влияние температурного воздействия (определение температурного напряжения).

При нагреве второго стержня в нем возникает сжимающее усилие, так как жесткая балка, поддерживаемая стержнем 1, препятствует его свободному удлинению. Стремясь удлиниться, второй стрежень давит на жесткую балку и вызывает растяжение первого стержня.

Вычерчиваем расчетную схему для составления уравнений равновесия (рис. 1.3.5).

Рис. 1.3.5. Расчетная схема

Из трех уравнений равновесия для решения поставленной задачи достаточно составить уравнение моментов относительно точки D.

      

                                                (6)

Для составления уравнения совместности деформаций строим схему перемещений, происходящих в системе в результате нагрева второго стержня на величину  (рис. 1.3.6).

Рис. 1.3.6. Схема перемещений

На рис. 1.3.6:  – деформация стержня 1;  – величина, на которую удлинился бы стержень 2, если бы ему не мешал стержень 1;  – величина, на которую сжался стержень 2 при возникновении в нем внутреннего усилия N2;  – величина деформации стержня 2.

Жесткий брус поворачивается против часовой стрелки. Из подобия треугольников СС1D и АА1D следует (см. подробно пункт 2), что

                                                      (7)

Из рис. 1.3.6 следует, что:

.                                                      (8)

Подставим значение l2 из (8) в (7):

.                                            (9)

Отсюда выразим N1 через N2.

,

т.к.  

                                      (10)

Подставим значение N1 из (10) в (6):

                                (11)

.

Знак «+», полученный в N1 и N2, говорит о том, что мы угадали направление N1 и N2. Стержень 1 подвергается деформациям растяжения, а стержень 2 – сжатия.

Определяем  и

4. Влияние неточности изготовления стержня (определение монтажных напряжений)

При сборке системы (стержень 1 на 1мм короче требуемого размера) в первом стержне возникают растягивающие усилия, так как жесткая балка, поддерживаемая стержнем 2, препятствует соединению стержня 1 с шарниром А. При стремлении соединить стержень 1 с шарниром А жесткая балка давит на стержень 2, вызывая в нем сжимающие усилия.

Вычерчиваем расчетную схему для составления уравнений равновесия (1.3.7).

Рис. 1.3.7. Расчетная схема

Из трех уравнений равновесия для решения поставленной задачи достаточно составить уравнение моментов относительно точки D.

      

                                                (12)

Для составления уравнения совместности деформаций строим схему перемещений, происходящих в системе при ее сборке из-за прочности изготовления стержня 1 (рис. 1.3.8).

Рис. 1.3.8. Схема перемещений

На рис. 1.3.85: l1 – перемещение шарнира A при сборке системы; – величина деформации стержня 1; l2 величина деформации стержня 2; – величина, на которую стержень 1 был изготовлен короче требуемого размера.

Жесткий брус поворачивается по часовой стрелке. Из подобия треугольников СС1D и AA1D следует, что

                                               (13)

                                               (14)

Подставим значение l1 из (14) в (13):

                                             (15)

Выразим N1 через N2

                                      (16)

Подставим значение N1 из (16) в (12)

,

.

Определяем значение и .

5. Определяем действие напряжений в стержнях.

(стержень растянут).

(стержень сжат).

Задача 1.4

Вычисление положения центра тяжести

и геометрические характеристики сложного сечения

Для заданного сложного сечения требуется:

  1.  Определить положение центра тяжести сечения.
  2.  Найти осевые и центробежный моменты инерции сечения относительно центральных осей.
  3.  Определить положение главных центральных осей.
  4.  Определить значение главных центральных моментов инерции.
  5.  Определить значения главных центральных радиусов инерции.
  6.  Вычислить значения моментов сопротивления сечения.

Принять числовые значения из таблицы 1.4.1, схемы сечений – рис. 1.4.1

Таблица 1.4.1

Числовые данные к задаче 1. 4

варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

d(h), мм

84

116

100

80

90

112

72

76

120

128

b, мм

60

48

66

78

90

84

54

96

72

102

Примечание. Для круглых сечений принимать значение d, для некруглых – h и b.

Рис. 1.4.3. Схемы сложных сечений к задаче 1.4.

Пример решения и методические указания к задаче 1.4

Для заданного сложного сечения (рис. 1.4.2) требуется:

  1.  Определить положение центра тяжести сечения.
  2.  Найти осевые и центробежный моменты инерции сечения относительно центральных осей.
  3.  Определить положение главных центральных осей.
  4.  Определить значение главных центральных моментов инерции.
  5.  Определить значения главных центральных радиусов инерции.
  6.  Вычислить значения моментов сопротивления сечения.

Рис. 1.4.2. Схема сечения.

Числовые данные:

h = 420 мм

b = 240 мм

Решение

  1.  Вычерчиваем сложное сечение в удобном масштабе в соответствии с заданными числовыми значениями (рис. 1.4.2).
  2.  Определяем положение центра тяжести сечения. Используем метод отрицательных масс, дополняем фигуру до прямоугольника и из него вычитаем 3 треугольника (рис. 1.4.3).

Выбираем координаты оси Ох и Оу, совпадающие с собственными центральными осями прямоугольника.

Определяем площади простых элементов сложного сечения.

  1.  Прямоугольник 420240 (hb)

Координаты центра тяжести относительно выбранных осей:

.

Рис. 1.4.3

2. Треугольник    140105

.

3. Треугольник    140105

.

  1.  Треугольник 140105

Вычисляем координаты центра тяжести сечения относительно осей Ох и Оу.

Наносим положение центра тяжести сечения С.

3. Определяем геометрические характеристики простых элементов сечения относительно собственных осей (xi, yi).

Центральные моменты инерции плоских фигур относительно собственных центральных осей равны нулю, т.к. хотя бы одна из осей является осью симметрии сечения.

Определяем расстояния между центром тяжести сечения точки С и центрами тяжести составляющих простых фигур – точки Сi.

4. Вычисляем осевые и центробежный моменты инерции сечения относительно центральных осей СxC и СуС.

5. Определяем положение главных центральных осей инерции сечения.

Главные центральные оси совпадают с центральными осями инерции сечения.

6. Определяем значения главных центральных моментов инерции сечения

Проверка:

7. Определим значения главных центральных радиусов инерции сечения.

.

8. Вычисляем значения моментов сопротивления сечения.

Задача 1.5

Вычисление геометрических характеристик составного сечения,

состоящего из стандартных профилей

Для составного сечения требуется:

  1.  Определить положение центра тяжести.
  2.  Найти значения осевых и центробежного моментов инерции  относительно центральных осей.
  3.  Найти значения главных центральных моментов инерции.
  4.  Определить положение главных центральных осей инерции.
  5.  Сделать вывод о правильности проведенных расчетов.

Числовые значения принять из таблицы 1.5.1, расчетные схемы – из рис. 1.5.1.

Геометрические характеристики стандартных профилей принять из Приложения, табл. 4-8.

Таблица 1.5.1

Числовые значения к задаче 1.5

Вариант

Номер

двутавра

ГОСТ 8239-89

Номер

швеллера

ГОСТ 8240-89

Уголок

равнополочный

ГОСТ 8509-93

неравнополочный

ГОСТ 8510-86

Профиль

замкнутый квадратный,

прямоугольный

ГОСТ 25577-83

Кольцо

Круг

d,

мм

Лист

D,

мм

,

мм

h,

мм

b,

мм

1

18

16

63405

80804

100

15

12

160

18

2

20

14

70405

80805

90

15

10

120

8

3

33

18

80808

1001005

20

16

16

130

20

4

40

22

90909

1401408

130

75

15

180

10

5

24

30

1101108

2201005

180

20

22

170

12

6

27

24

1258010

1801255

170

20

14

160

10

7

30

33

14014010

1601307

150

15

24

150

8

8

36

27

18011012

1101106

120

14

18

140

14

9

30

40

20012514

120806

140

15

25

180

20

10

45

20

25025020

2501005

160

18

20

200

16

Рис. 1.5.1. Расчетные схемы сечений к задаче 1.5

Пример решения и методические указания к задаче 1.5

Для составного сечения (рис. 1.5.2), требуется:

- определить положение центра тяжести сечения;

- найти осевые и центробежный моменты инерции сечения относительно центральных осей;

- найти значения главных центральных моментов инерции сечения;

- определить положение главных центральных осей инерции сечения;

- найти значение центробежного момента инерции относительно главных центральных осей инерции сечения.

Числовые значения:

  •  Швеллер №30 ();
  •  Кольцо:   D = 200 мм

  •  Лист:       h = 400 мм
    •  b = 25 мм

                    

                   

    

Рис. 1.5.2. Схема составного сечения

Решение

1. Разбиваем составное сечение на его стандартные профили:

- швеллер №30

- лист   h  b – 400 25

- кольцо  D   = 200 40

2. Вычерчиваем в едином масштабе стандартные профили и выписываем из соответствующего сортамента или вычисляем основные геометрические характеристики, необходимые для расчета в том положении, в котором они указаны в составном сечении.

Швеллер №30 ГОСТ 8240-89

Кольцо 20040

Лист 40025

3. Вычерчиваем составное сечение в удобном масштабе и проставляем на чертеже все необходимые размеры (рис. 1.5.3).

4. Выбираем координатные оси Ox и Оу таким образом, что бы все сечение находилось в первой четверти координатной сетки. На рис. 1.5.3 отмечаем положение центров тяжестей стандартных профилей (точка О1 точка О2 и точка О3) и вычисляем расстояние от них до осей Ох и Оу.

5. Вычисляем положение центра тяжести сечения.

Наносим положение центра тяжести составного сечения и проводим центральные оси СхС и СуС.

6. Так как центральные оси составного сечения СхС и СуС параллельны центральным осям стандартных профилей (О1х1… и О1у1…), то для применения правила параллельного переноса осей при определении значений осевых и центробежного моментов инерции необходимо определить расстояния между указанными осями.

7. Вычисляем значения осевых и центробежного моментов инерции составного сечения

8. Вычисляем значения главных центральных моментов инерции сечения

9. Выполняем проверку выполненных действий

Погрешность составляет менее 0,002% и связана с округлением величины до целого числа.

10. Определяем положение главных центральных осей инерции.

    

Так как , то поворот оси  СхС против часовой стрелки на угол 0 дает направление оси с минимальным моментом инерции.

11. Центробежный момент инерции составного сечения относительно главных центральных осей будет равен:

Следовательно, можно считать, что главные центральные моменты инерции JU и JV и положение главных центральных осей U и V найдены верно.

Рис. 1.5.3. К примеру решения задачи 1.5

Задача 1.6

Расчет вала на прочность и жесткость при кручении

Для вала требуется:

  1.  Определить внешние скручивающие моменты.
  2.  Построить эпюру внутренних крутящих моментов.
  3.  Определить диаметр ступенчатого вала на каждом участке из условия прочности при кручении.
  4.  Построить эпюры касательных напряжений, возникающих в поперечных сечениях каждой ступени вала.
  5.  Построить эпюру углов закручивания вала относительно заданного сечения.
  6.  Проверить жесткость вала при кручении.
  7.  Вычертить в удобном масштабе эскиз ступенчатого вала.
  8.  Сделать вывод о прочности и жесткости вала (рис. 6.1)

Числовые значения для расчета принять из табл. 1.6.1, расчетную схему вала –  рис. 1.6.1.

Полученный диаметр ступени вала определить до ближайшего значения из ряда Ra40 нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69), мм: 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 53, 56, 60, 63, 71, 75, 80, 85, 90, 102, 105, 110, 120, 125, 130, 140, 150, 160, 170, … 280.

Таблица 1.6.1

Числовые значения для задачи 1.6

варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Мощность,

кВт

P0

170

190

130

200

210

190

120

180

140

160

P1

90

65

35

105

80

45

60

85

45

50

P2

20

25

40

55

90

60

15

30

65

35

P3

60

100

55

40

40

85

45

65

30

75

Длина,

м

a

0,19

0,22

0,17

0,16

0,12

0,14

0,18

0,15

0,20

0,28

b

0,23

0,25

0,12

0,14

0,10

0,20

0,12

0,09

0,08

0,17

, рад/с

45

70

55

40

30

50

45

60

35

65

G, МПа

8,1104

7,9104

8,2104

8104

8104

8,1104

8104

8104

7,8104

8,2104

[], МПа

30

35

42

20

24

30

28

32

40

38

[], грд/м

1,0

0,70

0,65

0,78

0,82

0,75

0,85

0,70

0,90

0,80

Условно неподвижный шкив на валу

3

2

1

1

2

3

3

2

2

1

Рис. 1.6.1. Расчетные схемы вала.

Пример решения и методические указания к задаче 6

Для вала, изображенного на рис. 6.2, а требуется:

- определить внешние скручивающие моменты ;

- определить значения внутренних крутящих моментов и построить их эпюру;

- определить диаметр каждой ступени вала из условия прочности при кручении;

- вычислить напряжения в поперечных сечениях каждой ступени вала и построить эпюру касательных напряжений в наиболее напряженном сечении вала

- вычислить геометрические характеристики поперечных сечений каждой ступени вала;

- вычислить углы закручивания каждой ступени вала;

- построить эпюру углов закручивания вала относительно левого шкива на валу;

- проверить жесткость вала при кручении;

- сделать вывод о прочности и жесткости вала;

- вычертить эскиз вала в удобном масштабе.

Числовые данные для расчета:

                    

                     

         

          

Решение

1. Определим величины внешних скручивающих моментов .

Вал вращается с постоянной угловой скоростью , следовательно, система скручивающих моментов уравновешена. На валу имеется ведущий шкив, передающий скручивающий момент , и три ведомых шкива, воспринимающих скручивающие моменты , и . Мощность, подводимая к валу без учета потерь на трение в опорах, равна сумме мощностей, снимаемых с вала:

.

Вычисляем числовые значения внешних скручивающих моментов на шкивах:

,

,

,

2. Разбиваем вал на характерные участки. Границами участка является сечение, в котором приложены внешние скручивающие моменты. Используя метод сечений, найдем значения крутящих (внутренних) моментов на каждом участке. Крутящий момент в произвольном сечении вала численно равен алгебраической сумме внешних скручивающих моментов, действующих по одну сторону от выбранного сечения.

В пределах каждого участка значение крутящего момента сохраняется постоянным.

      ;

;

.

По полученным значениям строим эпюру крутящих моментов Мz (рис. 1.6.2, б).

3. Определяем диаметр каждой ступени по условию прочности при кручении.

При расчете вала только на кручение не учитывается влияние изгиба, динамического характера нагрузки, переменности напряжений во времени и другие факторы. Поэтому их действие компенсируют снижением допустимого напряжения на кручение.

Условие прочности на кручение имеет вид:

.

Отсюда

.

Значение крутящего момента Мz на каждом участке берем из эпюры крутящих моментов без учета знака, т.е. по абсолютной величине.

На втором участке:

.

Принимаем .

На третьем участке:

.

Принимаем .

Рис. 1.6.2. К примеру решения задачи 1.6.

На четвертом участке:

.

Принимаем

По конструктивным соображениям принимаем диаметр вала на первом участке

4. Вычисляем геометрические характеристики (полярные моменты инерции и моменты сопротивления) отдельных сечений вала.

5. Вычисляем значения касательных напряжений в поперечных сечениях вала и строим эпюру касательных напряжений в наиболее нагруженном сечении.

,

,

,

,

.

Строим эпюру касательных напряжений в сечении VI участка вала (рис. 6.3)

    

Рис. 1.6.3. Эпюра касательных напряжений в сечении IV участка вала.

5. Вычисляем углы закручивания каждой ступени вала. В этом расчете учитываем направление закручивания, т.е. учитываем знак крутящего момента на соответствующем участке. Расчет выполняем по следующей формуле:

7. Построим эпюру углов закручивания вала относительно левого шкива (шкив 3) на валу.

Так как для вращающегося вала не имеется неподвижных сечений, то сечение, проходящее через центр шкива 3, будем считать условно неподвижным.

,

По полученным данным строим эпюру углов закручивания  (рис. 1.6.2, в).

  1.  Проверяем жесткость вала. Для этого вычисляем значения относительных углов закручивания отдельных участков вала.

,

,

Жесткость вала обеспечена, т.к. .

9. Выводы о прочности и жесткости вала.

Прочность вала обеспечена, т.к. .

Жесткость вала обеспечена, т.к. .

10. Вычерчиваем эскиз вала в удобном масштабе (рис. 1.6.2, г).

Задача 1.7

Построение эпюр внутренних силовых факторов

при плоском изгибе

Для двух схем, указанных на рис. 1.7.1, требуется построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Числовые данные приведены в табл. 1.7.1.

Таблица 1.7.1

Числовые данные для задачи 1.7

№ варианта

А, м

q, кН/м

F, кН

M, кНм

1

0,5

20

15

5

2

0,7

15

20

10

3

0,9

10

25

15

4

1,0

5

30

20

5

0,1

25

10

25

6

0,3

30

5

30

7

0,5

5

5

35

 8

0,7

10

15

40

9

0,9

15

10

45

10

1,0

20

30

50

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

Продолжение рис.1.7.1.

Пример решения и методические указания к задаче 1.7

Для однопролетной балки с двумя консолями, схема которой показана на рис. 1.7.2 построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

Дано:    .

Рис. 1.7.2

Решение

1. Определяем реакции опор. Для этого вычерчиваем расчетную схему (рис. 1.7.3, а). Направление реакций опор выбираем произвольно.

Выбираем направление координатных осей (рис. 1.7.3, а). Составляем уравнения равновесия для плоской системы:

      

 

 

Рис. 1.7.3

Знак «–» говорит о том, что реакция RD на самом деле направлена вниз. Поэтому изменяем направление данной реакции на рис. 7.3, а.

Выполняем проверку:

          

Значит расчет выполнен верно.

2. Определяем количество участков.

Начало новому участку дает:

а) каждое изменение закона распределения нагрузки

б) каждое изменение закона распределения площади поперечного сечения.

в) излом.

Балка имеет четыре участка.

3. Методом сечений определяем в пределах каждого участка законы распределения поперечных сил Qy и изгибающих моментов Mz и строим эпюры поперечных сил (рис. 1.7.3,  б) и изгибающих моментов (рис. 1.7.3, в).

Первый участок .

Произвольно проводим сечение 1-1 (рис. 1.7.3, а).

Отбрасываем правую часть балки. При расчетах целесообразно оставлять ту часть балки, относительно которой удобнее вести расчет.

Заменяем действие правой части балки внутренними усилиями Qy1 и Mz1, возникающими в поперечном сечении 1-1. Положительные направления для поперечной силы и изгибающего момента указаны на рис. 1.7.4. Следует помнить, что студенты-механики должны всегда строить эпюры изгибающих моментов на сжатых волокнах.

Рис. 1.7.4

Из условия равновесия левой части балки (рис. 1.7.5) запишем выражения для Qy1 и Мz1:

Рис. 1.7.5

Второй участок      

Рассмотрим равновесие левой части балки относительно сечения 2-2 (рис. 1.7.6) чтобы определить выражения для Qy2 и Мz2

Рис. 1.7.6

Данное выражение – это уравнение наклонной прямой. Для построения данной линии необходимо определить значение Qy2 в двух точках. Возьмем точки соответствующие началу и концу участка.

При               ,

при               

Разные знаки Qy2 в сечениях при  и  говорят о том, что эпюра Qz на данном участке пересекает ось z, а в том сечении, где эпюра поперечных сил меняет знак, как известно, эпюра М принимает экстремальное значение. Поэтому необходимо определить данное сечение. С этой целью выражение для Qy приравняем нулю.

,

,

.

Полученное выражение – уравнение параболы. Для построения данной линии необходимо определить значение Mz2, как минимум, в 3-х точках:

при     ;

при   ;

при    

Третий участок   

Рассмотрим равновесие правой части балки относительно сечения 3-3 (рис. 1.7.7).

Рис. 1.7.7

Составим выражения для  и :

при    ;

при    .

Четвертый участок .

Составим выражения для  и , рассмотрев равновесие правой части балки относительно сечения 4-4 (рис. 1.7.8)

Рис. 1.7.8

,

при      ,

при      .

Отличительной особенностью построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов для балки защемленной одним концом от однопролетной балки с двумя консолями является определение реакций опор. Рассмотрим это на примере. Определим реакции для балки, представленной на рис. 1.7.9.

Рис. 1.7.9

Выбираем направление координатных осей и заменяем жесткую заделку реакциями RA, HA и МА (рис. 1.7.10). Направление реакций выбираем произвольно.

Рис. 1.7.10

Составляем уравнения равновесия для плоской системы:

    

   

   

.

Выполняем проверку:

   

Значит расчет выполнен верно.

Остальные пункты расчета для балки, защемленной одним концом, совпадают с пунктами расчета для однопролетной балки с двумя консолями, изложенными выше.

Следует отметить, что реакции опор в балках с жестким защемлением на первом этапе можно не определять, а начать расчет со свободного конца путем построения эпюр можно прийти к значениям силовых факторов (RA, HA, MA).

Теоретический вопрос 1.8

№ варианта

Содержание вопроса

1

В чем заключается принцип независимости действия сил? Приведите примеры его применения при расчетах на прочность.

2

В чем заключаются особенности кручения тонкостенных стержней замкнутого и открытого профиля?

3

Опишите механизм образования деформации (продольной и поперечной) при растяжении (сжатии). Как она оценивается и по каким формулам ее можно рассчитать?

4

Опишите природу и механизмы хрупкого разрушения материала.

5

Что понимается под перемещением поперечных сечений брусьев и как они вычисляются? Изложите последовательность определения перемещений узлов шарнирно-стержневой конструкции?

6

Опишите особенности расчета конструкции с учетом ее собственного веса. Какое влияние оказывает учет собственного веса нагруженной конструкции на очертание эпюр продольных сил, нормальных напряжений и перемещений?

7

В чем заключаются особенности кручения стержней с некруглым поперечным сечением?

8

Опишите основные механические характеристики хрупких материалов. Каким образом определяют их количественное значение? В чем заключается хрупкость, как свойство материала?

9

Опишите основные механические характеристики пластичных материалов. Каким образом определяют их количественное значение? В чем заключается  пластичность, как свойство материала?

10

Что называется ползучестью, упругим последействием и релаксацией? Какими механическими характеристиками они оцениваются?

11

Основные свойства материалов. Какой вид имеет и в чем заключается особенность диаграммы Прандтля?

12

Опишите механизм накопления потенциальной энергии деформации упругого тела. По какой формуле ее можно рассчитать?

13

Опишите природу и механизмы вязкого разрушения материала.

14

Опишите влияние температуры, термообработки, радиоактивного облучения и других факторов на механические характеристики материала.

15

Опишите способы экспериментального определения и исследования деформаций элементов конструкций и деталей машин.

16

Опишите механизмы зарождения трещин в материалах.

17

Какие материалы называются анизотропными, приведите такие материалы и  примеры их использования в конструкциях? Какими механическими характеристиками они оцениваются?

18

Опишите основные принципы и методы расчета конструкций.

19

В чем заключается работа силы при ее статическом приложении? Как она определяется аналитически и с использованием диаграммы растяжения?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник. М.: Наука, 1979 и последующие издания.
  2.  Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов: учебник.- М.: Высшая школа, 1975 и последующие издания.
  3.  Саргсян А.Е. Сопротивление материалов, теория упругости и пластичности: учебник.- М.: Высшая школа, 2000.- 286 с.
  4.  Беляев Н.М. Сопротивление материалов: учебник.- М.: Наука, 1976 и последующие издания.
  5.  Траймак Н.С., Реут Л.Е., Кардович Н.Б. и др. Механика материалов: учебное пособие. Мн.: Технопринт,2002.- 194 с.
  6.  Миролюбов И.Н., Енгалычев С.А. и др. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов: учебное пособие.- М.: Наука, 1974 и последующие издания.
  7.  Сборник задач по сопротивлению материалов: учебное пособие / Под ред. В.К. Качурина.- М.: Наука,1972 и последующие издания.
  8.  Любошиц М.И., Ицкович Г.М. Справочник по сопротивлению материалов: справочное пособие. Мн.: Вышэйшая школа, 1969 и последующие издания.
  9.  Броек Д. Основы механики разрушения: учебное пособие.- М.: Высшая школа, 1980.- 368 с.
  10.  Завистовский В.Э. Механика разрушения и прочность материалов с покрытиями: монография.- Новополоцк: ПГУ, 1999.-144 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Механические характеристики материалов и допускаемые напряжения

Материал

Е, МПа

b, Mпа

Т, Мпа

[]

растяжение

сжатие

Сталь 3

2105

410

240

[]p

[]сж

Чугун серый

1,15105

180

40

135

Сплав титана ВТ4

1,1105

900

800

350

350

Алюминий

0,7105

220

110

55

55

Латунь

1,0105

400

210

105

105

Бронза

1,1105

380

160

90

90

Углепластик

1,9105

1000

400

400

Древесина

0,1105

100

10

14

Таблица 2

Таблица нормальных размеров, мм

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

28

30

32

34

35

36

38

40

42

44

45

46

48

50

52

55

58

60

62

65

68

70

72

75

78

80

82

85

88

90

92

95

98

100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

340

350

360

370

380

390

400

410

420

430

440

450

460

470

480

490

500

510

520

530

540

550

560

570

580

590

600

610

620

630

640

650

660

670

680

690

700


Таблица 3

Геометрические характеристики типовых плоских сечений

Сечение

Площадь

 А

Положение центра

тяжести x0, y0

Осевой момент

инерции Jx

Осевой момент

инерции Jy

Центробежный

момент инерции Jxy 

1

2

3

4

5

6

Квадрат

Прямоугольник

Треугольник

прямоугольный

Трапеция

Продолжение табл. 3

1

2

3

4

5

6

Треугольник

равнобедренный

Круг

Полукруг

Круговой сегмент

Продолжение табл. 3

1

2

3

4

5

6

Круговой

сектор

Круговое полукольцо

Четверть круга


Таблица 4

Профили стальные гнутые замкнутые сварные прямоугольные и квадратные

(извлечения из ГОСТ 25577-83)

                          - момент инерции

                      - момент сопротивления

                       -статический момент площади полусечения

пп

Размеры профиля

, мм

Площадь

сечения,

см2

Справочные данные для осей

см4

,

см3

см3

см4

см4

см3

1

9,87

134,73

27,78

21,99

100,45

25,11

14,50

2

14,54

279,35

42,33

28,63

150,46

37,62

21,27

3

20,71

341,47

53,83

32,28

199,52

49,88

29,86

4

26,71

780,90

92,96

64,80

420,07

84,01

49,27

5

34,42

959,61

127,96

81,39

513,87

102,77

61,77

6

17,87

579,88

69,03

45,32

199,05

49,76

28,14

7

29,12

857,47

94,75

70,02

292,90

73,22

43,43

8

20,94

765,50

89,01

57,24

494,73

82,45

47,19

9

36,06

1263,31

157,91

96,54

921,02

141,70

83,99

10

18,94

737,11

76,78

52,27

190,15

50,71

28,50

11

23,26

883,02

98,11

63,33

226,38

60,37

34,44

12

27,31

1005,32

101,55

73,13

256,87

68,50

39,72

13

22,94

601,91

87,84

54,69

1046,92

116,32

69,87

14

28,26

1265,94

140,66

85,20

726,58

116,25

66,63

15

29,71

1771,58

150,77

101,78

525,42

105,08

59,15

16

46,47

2804,05

243,83

159,76

770,24

154,05

89,73

17

11,43

104,21

26,05

15,69

104,21

26,05

15,69

18

13,76

121,46

30,36

18,69

121,46

30,36

18,69

19

16,01

135,47

33,87

21,19

135,47

33,87

21,19

20

14,54

215,73

43,15

25,59

215,73

43,15

25,59

21

17,76

255,57

51,11

30,76

255,57

51,11

30,76

22

20,81

290,14

58,03

35,41

290,14

58,03

35,41

23

12,40

233,59

42,47

24.70

233,59

42,47

24,70

24

23,31

398,80

72,51

43,91

398,80

72,51

43,91

25

32,27

624,02

84,33

64,58

624,02

84,33

64,58

26

25,76

780,54

108,62

64,01

780,54

108,62

64,01

27

30,31

873,50

110,57

74,35

873,50

110,57

74,35

28

34,66

974,21

139,17

83,87

974,21

139,17

83,87

29

38,67

1055,26

150,75

92,07

1055,26

150,75

92,07

30

41,86

1329,97

177,23

107,63

1329,97

177,23

107,63

Таблица 5

Сталь горячекатаная. Балки двутавровые

(извлечения из ГОСТ 8239-89)

 

      

  - момент инерции

  - момент сопротивления

  - статический момент площади полусечения

Номер

профиля

Размеры, мм

Площадь

сечения,

см2

Геометрические характеристики относительно осей

H

b

D

t

Х-Х

У-У

10

100

55

4,5

7,2

12,0

198

39,7

23,0

17,9

6,49

12

120

64

4,8

7,3

14,7

350

58,4

33,7

27,9

8,72

14

140

73

4,9

7,5

17,4

572

81,7

46,8

41,9

11,5

16

160

81

5

7,8

20,2

873

109

62,3

58.6

14,5

18

180

90

5,1

8,1

23,4

1290

143

81,4

82,6

18,4

20

200

100

5,2

8,4

26,8

1840

184

104

115

23,1

22

220

110

5,4

8,7

30.6

2550

232

131

157

28,6

24

240

115

5,6

9,5

34,8

3460

289

163

198

34,5

27

270

125

6

9,8

40,2

5010

371

210

260

41,5

30

300

135

6,5

10,2

45,6

7080

472

268

337

49,9

33

330

140

7

11,2

53,8

9840

597

339

419

59,9

36

360

145

7,5

12,3

61,9

13380

743

423

516

71,1

40

400

155

8

13

71,4

19062

953

545

667

86

45

450

160

9

14,2

84,7

27696

1231

708

808

101

50

500

170

10

15,2

100

39727

1589

919

1043

123

55

550

180

11

16,5

118

55962

2035

1181

1356

151

60

600

190

12

17,8

138

76806

2560

1491

1725

182

Таблица 6

Сталь горячекатаная. Швеллеры (извлечения из ГОСТ 8239-89)

      

              - момент инерции

              - момент сопротивления

              - статический момент площади полусечения

                 - расстояние от центра тяжести до наружной грани стойки

Номер

профиля

Размеры, мм

Площадь

сечения, см2

Геометрические характеристики

относительно осей

h

b

d

T

Х-Х

У-У

5

50

32

4,4

7

6,16

22,8

9,1

5,59

5,6

2,75

1,16

6,5

65

36

4,4

7,2

7,51

48,6

15,0

9,0

8,7

3,68

1,24

8

80

40

4,5

7,4

8,98

89,4

22,4

13,3

12,8

4,75

1,31

10

100

46

4,5

7,6

10,9

174

34,8

20,4

20,4

6,46

1,44

12

120

52

4,8

7,8

13,3

304

50,6

29,6

31,2

8,52

1,54

14

140

58

4,9

8,1

15,6

491

70,2

40.8

45,4

11,0

1,67

16

160

64

5,0

8,4

18,1

747

93,4

54,1

63,3

13,8

1,8

16а

160

68

5,0

9,0

19,5

823

103

59,4

78,8

16,4

2,0

18

180

70

5,1

8,7

20,7

1090

121

69,8

86

17

1,94

18а

180

74

5,1

9,3

22,2

1190

132

76,1

105

20

2,13

20

200

76

5,2

9,0

23,4

1520

152

87,8

113

20,5

2,07

22

220

82

5,4

9,5

26,7

2110

192

110

151

25,1

2,21

24

240

90

5,6

10

30,6

2900

242

139

208

31,6

2,42

27

270

95

6,0

10,5

35,2

4160

308

178

262

37,3

2,47

30

300

100

6,5

11

40,5

5810

387

224

327

43,6

2,52

33

330

105

7,0

11,7

46,5

7980

484

281

410

51,8

2,59

36

360

110

7,5

12,6

53,4

10820

601

350

513

61,7

2,68

40

400

115

8,0

13,5

61,5

15220

761

444

642

73,4

2,75

Таблица 7

Уголки стальные горячекатаные равнополочные.

Сортамент (извлечения из ГОСТ 8509-86)

центробежный момент инерции

- расстояние от центра тяжести до наружной грани полки

 

профилей

Размеры, мм

Площадь,

см2

Справочные величины для осей

Х-Х

,

см4

см

4

40

3

2,35

3,55

5,63

1,55

1,47

0,79

2,08

1,09

4

3,08

4,58

7,26

1,53

1,90

0,78

2,68

1,13

5

3,79

5,53

8,75

1,54

2,30

0,79

3,22

1,17

4,5

45

3

2,65

5,13

8,13

1,75

2,12

0,89

3,00

1,21

4

3,48

6,63

10,5

1,74

2,74

0,89

3,89

1,26

5

4,29

8,03

12,7

1,72

3,33

0,89

4,71

1,30

5

50

3

2,96

7,11

11,3

1,95

2,95

1,00

4,16

1,33

4

3,89

9,21

14,6

1,94

3,80

0,99

5,42

1,38

5

4,80

11,2

17,8

1,92

4,63

0,98

6,57

1,42

6

5,69

13,07

20,72

1,91

5,43

0,98

7,65

1,46

5,6

56

4

4,38

13,1

20,8

2,18

5,41

1,11

7,69

1,52

5

5,41

16,0

25,4

2,16

6,59

1,10

9,41

1,57

6,3

63

4

4,96

18,9

29,9

2,45

7,81

1,25

11,0

1,69

5

6,13

23,1

36,6

2,44

9,52

1,25

13,70

1,74

6

7,28

27,1

42,9

2,43

11,2

1,24

15,90

1,78

7

70

4,5

6,20

29,0

46,0

2,72

12,0

1,39

17,0

1,88

5

6,86

31,0

50,7

2,72

13,2

1,39

18,70

1,90

6

8,15

37,6

59,6

2,71

15,5

1,38

22,10

1,94

7

9,42

43,0

68,2

2,69

17,8

1,37

22,10

1,99

8

10,7

48,2

76,4

2,68

20,0

1,37

23,10

2,02

7,5

75

5

7,39

39,5

62,6

2,91

16,4

1,49

23,10

2,02

6

8,78

46,6

73,9

2,90

19,3

1,48

27,30

2,06

7

10,1

53,3

84,6

2,89

22,1

1,48

31,20

2,10

8

11,5

59,8

94,9

2,87

24,8

1,47

35,00

2,15

9

12,8

66,1

105

2,86

27,5

1,46

38,60

2,18

8

80

5,5

8,63

52,7

83,6

3,11

21,8

1,59

30,90

2,17

6

9,38

57,0

90,4

3,11

23,5

1,58

33,40

2,19

7

10,8

65,3

104

3,09

27,0

1,58

38,30

2,23

8

12,3

73,4

116

3,08

30,3

1,57

43,00

2,27

профилей

Размеры, мм

Площадь,

см2

Справочные величины для осей

Х-Х

,

см4

См

9

90

6

10,6

82,1

130

3,50

34,0

1,79

48,10

2,43

7

12,3

94,3

150

3,49

38,9

1,78

55,40

2,47

8

13,9

106

168

3,48

43,8

1,77

62,30

2,51

9

15,6

118

186

3,46

48,6

1,77

68,00

2,55

10

100

6,5

12,8

122

193

3,88

50,7

1,99

71,40

2,68

7

13,8

131

207

3,88

54,2

1,98

76,40

2,71

8

15,6

147

233

3,87

60,9

1,98

86,30

2,75

10

19,24

178,95

284

3,84

74,1

1,96

110

2,83

12

22,8

209

331

3,81

86,9

1,95

122

2,91

14

26,3

237

375

3,78

99,3

1,94

138

2,99

16

29,7

264

416

3,74

112

1,94

152

3,06

11

110

7

15,2

176

279

4,29

72,7

2,19

106

2,96

8

17,2

198

315

4,28

81,8

2,18

116

3,00

12,5

125

8

19,7

294

467

4,87

122

2,49

172

3,36

9

22,0

327

520

4,86

135

2,48

192

3,40

10

24,3

360

571

4,84

149

2,47

211

3,45

12

28,9

422

670

4,82

174

2,46

248

3,53

14

33,4

482

764

4,78

200

2,45

282

3,61

16

37,8

539

853

4,75

224

2,44

315

3,68

14

140

9

24,7

466

739

5,47

192

2,79

274

3,78

10

27,3

512

814

5,46

211

2,78

301

3,82

12

32,5

602

957

5,43

248

2,76

354

3,90

16

160

10

31,4

774

1229

6,25

319

3,19

455

4,30

11

34,4

844

1341

6,24

348

3,18

496

4,35

12

37,4

913

1450

6,23

376

3,17

537

4,39

14

43,3

1046

1662

6,20

431

3,16

615

4,47

16

49,1

1175

1866

6,17

485

3,14

690

4,55

18

54,8

1299

2061

6,13

537

3,13

771

4,63

20

60,4

1419

2248

6,10

589

3,12

830

4,70

18

180

11

38,8

1216

1933

7,06

500

3,59

716

4,85

12

42,2

1317

2093

7,04

540

3,58

776

4,89

20

200

12

47,1

1823

2896

7,84

749

3,99

1073

5,37

13

50,9

1961

3116

7,83

805

3,98

1156

5,42

14

54,6

2097

3333

7,81

861

3,97

1236

5,46

16

62,0

2363

3755

7,78

970

3,96

1393

5,54

20

76,5

2871

4560

7,72

1182

3,93

1689

5,70

25

94,3

3466

5494

7,63

1438

3,91

2028

5,89

30

111,5

4020

6351

7,55

1688

3,89

2332

6,07

22

220

14

60,4

2814

4470

8,60

1159

4,38

1655

5,93

16

68,6

3175

5045

8,58

1306

4,36

1869

6,02

25

250

16

78,4

4717

7492

9,78

1942

4,98

2775

6,75

18

87,7

5247

8337

9,75

2158

4,96

3089

6,83

20

97,0

5765

9160

9,72

2370

4,94

3395

6,91

22

106,1

6270

9961

9,69

2579

4,93

3691

7,00

25

119,7

7006

11125

9,64

2887

4/91

4119

7,11

Таблица 8

Уголки стальные горячекатаные неравнополочные.

Сортамент (извлечения из ГОСТ 8510-86)

- расстояния от центра тяжести до наружных граней полок

профиля

Размеры, мм

Площадь

сечения,

см2

Справочные величины для осей

2,5/1,6

25

16

3

1,16

0,70

0,22

0,13

0,34

0,22

0,86

0,42

3,2/2

32

20

3

1,49

1,52

0,46

0,28

0,43

0,47

1,08

0,49

4

1,94

1,93

0,57

0,35

0,43

0,59

1,12

0,53

4,2/2,5

40

25

3

1,89

3,06

0,93

0,56

0,54

0,96

1,32

0,59

4

2,47

3,93

1,18

0,71

0,54

1,22

1,37

0,63

5

3,03

4,73

1,41

0,86

0,53

1,44

1,41

0,66

4,5/2,8

40

28

3

2,14

4,41

1,32

0,79

0,61

1,38

1,47

0,64

4

2,80

5,68

1,69

1,02

0,60

1,77

1,51

0,68

5/3,2

50

32

3

2,42

6,17

1,99

1,18

0,70

2,01

1,60

0,72

4

3,17

7,98

2,56

1,52

0,69

2,59

1,65

0,76

5,6/3,6

56

36

4

3,58

11,40

3,70

2,19

0,78

3,74

1,82

0,84

5

4,41

13,80

4,48

2,66

0,78

4,50

1,86

0,88

6,3/4

63

40

4

4,04

16,30

5,16

3,07

0,87

5,25

2,03

0,91

5

4,98

19,90

6,26

3,73

0,86

6,41

2,08

0,95

6

5,90

23,30

7,28

4,36

0,86

7,44

2,12

0,99

8

7,68

29,60

9,15

5,58

0,85

9,27

2,20

1,07

7/4,5

70

45

5

5,59

27,80

9,05

5,34

0,98

9,12

2,28

1,05

7,5/5

75

50

5

6,11

34,80

12,50

7,24

1,09

12,00

2,39

1,17

6

7,25

40,90

14,60

8,48

1,08

14,10

2,44

1,21

7

8,37

46,77

16,61

9,69

1,08

16,18

2,48

1,25

8

9,47

52,40

18,50

10,9

1,07

17,80

2,52

1,29

8/5

80

50

5

6,36

41,60

12,70

7,58

1,09

13,20

2,60

1,13

6

7,55

49,00

14,80

8,88

1,08

15,50

2,65

1,17

9/5,6

90

56

5,5

7,86

65,30

19,70

11,80

1,22

20,54

2,92

1,26

6

8,54

70,70

21,20

12,70

1,22

22,23

2,95

1,28

8

11,18

90,90

27,10

16,30

1,21

28,33

3,04

1,36

10/6,3

100

63

6

9,59

98,30

30,60

18,20

1,38

31,50

3,23

1,42

7

11,10

113

35,00

20,80

1,37

36,10

3,28

1,46

8

12,60

127

39,20

23,40

1,36

40,50

3,32

1,50

10

15,50

154

47,10

28,30

1,35

48,60

3,40

1,58

11/7

110

70

6,5

11,40

142

45,60

26,90

1,53

46,80

3,55

1,58

8

13,90

172

54,60

32,30

1,52

55,90

3,61

1,64

12,5/8

120

80

7

14,10

227

73,70

43,4

1,76

74,70

4,01

1,80

8

16,00

256

83,00

48,8

1,75

84,10

4,05

1,84

10

19,70

312

100

59,3

1,74

102

4,14

1,92

12

23,40

356

117

69,5

1,72

118

4,22

2,00

14/9

140

90

8

18,00

364

120

70,3

1,98

121

4,49

2,03

10

22,20

444

146

85,5

1,96

147

4,58

2,12

16/10

160

100

9

22,90

606

186

110

2,20

194

5,19

2,23

10

25,30

667

204

121

2,19

213

5,23

2,28

12

30,00

784

239

142

2,18

249

5,32

2,36

14

34,70

897

272

162

2,16

282

5,40

2,43

18/11

180

110

10

28,30

952

276

165

2,42

295

5,88

2,44

12

33,70

1123

324

194

2,40

348

5,97

2,52

20/12,5

200

125

11

34,87

1449

446,36

265,84

2,75

465

6,50

2,79

12

37,89

1568

481,93

285,04

2,74

503

6,54

2,83

14

43,87

1801

550,77

326,54

2,73

575

6,62

2,91

16

49,77

2026

616,66

366,99

2,72

643

6,71

2,93




1. Интернет-страхование
2. Основные надписи
3. Жизненный цикл товара
4. Методы научных исследований это приемы и средства с помощью которых получают сведения необходимые для вы
5. Витамины, их роль в обмене веществ
6. Лабораторная работа 1 Планирование ИТзатрат на предприятии
7. лимфоциты обеспечивают реакции- гуморального иммунитета А Активный центр антигена называе
8. Программирование микроконтроллера
9. ТЕМА ПРОЕКТУ Створення моделі жіночого одягу за індивідуальним замовленням та розробка конструкторської
10. 175 Бюджетного кодекса РФ государственный и финансовый контроль осуществляют органы созданные законодател
11. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук Київ
12. . Содержание понятия мент.
13. Гамлет як герой світової літератури
14. Реферат на тему- ЗБРОЯ Хімічна зброя це зброя масового ураження дія якої ґрунтується на токсичних вла
15. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА РИТОРИКА 4 класс Нестерова Н
16. Профилактически водился специфический иммуноглобулин
17. Добрый дом Ресурсный центр по сопровождению семей нуждающихся в социальной реабилитации и ресоциали
18. Введение3
19. Реферат- Правовое регулирование торгово-экономических отношений России и Болгарии
20. СТАРООСКОЛЬСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ДНЕВНИК УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ ПМ