Расчетно-графическая работа состоит из задач 1, 3, 4, 6.

Вариант задачи выбирается по двум последним цифрам номера зачетной книжки. Предпоследняя цифра – номер строки таблицы исходных данных, а последняя – номер схемы конструкции. РГР выполняется на листах формата А4 с одной стороны листа. Текстовая часть выполняется чернилами синего или черного цвета четким и разборчивым почерком, а графическая – карандашом с использованием чертежных инструментов и обязательным соблюдением масштабов, крупно и аккуратно. Исправления проводятся на обратной стороне предыдущего листа.

Перед решением задачи нужно выписать на отдельный лист её номер, тему и полностью условие. Далее на этом же листе вычертить в масштабе схему конструкции, которую надлежит рассчитать. На схеме указать все размеры, расстояния, нагрузки, сечения и другие известные данные. В ходе решения следует выполнить все необходимые расчеты и графические построения. Решение сопроводить краткими пояснениями. Пример оформления задачи приведен в приложении А.

ЗАДАЧА № 1 РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ СТЕРЖНЕЙ

Для заданной шарнирно-стержневой системы (таблица 1, рисунок 1) требуется:

1 Проверить прочность растянутого (сжатого) стержня АВ (материал – сталь Ст 3) указанного поперечного сечения по нормальным напряжениям, если [σ]=160 МПа.

2 Подобрать сечение стержня АВ (материал – сталь Ст 3) в виде равнополочного уголка из условия наименьшего расхода материала, если [σ]=160 МПа. Вычислить коэффициент запаса прочности по отношению к пределу текучести, если σ_Т = 240 МПа.

3 Определить удлинение (укорочение) подобранного растянутого (сжатого) стержня АВ, если Е = 2×10⁵ МПа.

Таблица 1 - Исходные данные

Рисунок 1 – Схемы шарнирно-стержневых систем

ЗАДАЧА № 2 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ БРУСЬЕВ

Для заданного поперечного сечения, элементы которого вплотную приставлены друг к другу (таблица 2, рисунок 4), требуется:

1 Вычертить сечение в масштабе 1:1 на листе формата А4 и показать основные размеры.

2 Определить положение центра тяжести.

3 Определить положение главных осей инерции.

4 Вычислить главные моменты инерции.

5 Показать на чертеже положение центра тяжести, главных осей инерции и все расстояния, полученные расчетным путем.

Таблица 2 – Исходные данные

Рисунок 4 – Схемы поперечных сечений брусьев

ЗАДАЧА № 3 ПРЯМОЙ ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ БАЛОК

Для заданных балок (таблица 3, рисунок 7) требуется:

1 Построить эпюры внутренних усилий с вычислением значений поперечных сил и изгибающих моментов в характерных сечениях балок.

2 Проверить прочность консольной балки (материал – сталь Ст 3) заданного поперечного сечения по нормальным напряжениям, если [σ]=160 МПа.

3 Для двухопорной балки (материал – сталь Ст 3) подобрать поперечное сечение в форме двутавра из условия прочности по нормальным напряжениям, если [σ]=160 МПа. Вычислить коэффициент запаса прочности по отношению к пределу текучести, если σт=240 МПа. Построить пространственную эпюру нормальных напряжений в опасном сечении балки.

Таблица 3 – Исходные данные

Рисунок 7 – Схемы балок

ЗАДАЧА № 4 КРУЧЕНИЕ ВАЛОВ КРУГЛОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

Для заданного вала (таблица 4, рисунок 13) требуется:

1 Из условия равновесия определить направление и величину незаданного скручивающего момента.

2 Построить эпюру крутящих моментов.

3 Определить диаметр вала (материал – сталь Ст 5) на каждом участке из условия прочности по касательным напряжениям, если [t] = 90 МПа. Вычисленные диаметры округлить до ближайших больших целых значений.

4 Построить эпюру углов закручивания (углов поворота) поперечных сечений вала, приняв за неподвижное левое торцовое сечение, если G = 8×10⁴ МПа.

Примечание. Для участков вала, на которых крутящий момент равен нулю, диаметр вала принять равным наименьшему из диаметров на других участках.

Таблица 4 – Исходные данные

Рисунок 13 – Схемы валов

ЗАДАЧА № 5 КОСОЙ ИЗГИБ БАЛОК

Для заданной балки (таблица 5, рисунок 16) требуется:

1 Построить эпюры изгибающих моментов в главных плоскостях инерции.

2 Проверить прочность балки (материал – сталь Ст3) заданного сечения по нормальным напряжениям, если [σ] = 160 МПа.

3 Построить пространственную эпюру нормальных напряжений и найти положение нейтральной линии в опасном сечении балки.

Таблица 5 – Исходные данные

Рисунок 16 – Cхемы балок

ЗАДАЧА № 6 ИЗГИБ С КРУЧЕНИЕМ ВАЛОВ КРУГЛОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

Для заданного вала (таблица 6, рисунок 21) требуется:

1 Построить эпюры изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и эпюру крутящих моментов.

2 Определить диаметр вала (материал – сталь 45) в опасном сечении по третьей теории прочности, если [σ] = 150 МПа. Вычисленный диаметр округлить до ближайшего большего целого значения.

Примечание. На рассчитываемый вал редуктора установлены прямозубые колеса. В точке зацепления возникают окружное P^O и радиальное P^Р усилия. Считать P^Р = 0,36 P^O.

Таблица 6 – Исходные данные

Рисунок 21 – Схемы валов

ЗАДАЧА № 7 ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПРИ ИЗГИБЕ БАЛОК

Для двухопорной балки (таблица 3, рисунок 7), рассчитанной в задаче № 3, требуется определить методом Мора прогиб и угол поворота торцового поперечного сечения консольного участка балки, если E = 2∙10⁵ МПа.