ТГУ, сопротивление материалов (практические задания)


Узнать стоимость этой работы
24.09.2026, 12:01

Практическое задание 1

Расчёт на прочность и жёсткость ступенчатого бруса

Тема 3. Расчет на прочность и жесткость при растяжении-сжатии

Лекция 3.3. Расчёт на прочность и жёсткость при растяжении-сжатии

Задание. Для ступенчатого стального бруса круглого поперечного сечения подобрать из условия прочности [A] – допускаемую площадь поперечного сечения. Проверить выполнение условия жёсткости.

Рекомендации по выполнению задания 1

1. Выписать исходные данные из таблиц 1.1, 1.2, 1.3 (приложение 1) для своего варианта.

2. Изобразить в масштабе расчётную схему ступенчатого бруса с указанием линейных размеров и числовых значений нагрузок.

3. Построить в масштабе эпюру продольной силы N, а также эпюру нормальных напряжений σ в долях 1/A.

4. Из условия прочности определить допускаемый параметр площади [A]. Допускаемое напряжение [σ] определить в соответствии с табл. 1.3.

5. Проверить выполнение условия жёсткости, предварительно построив эпюру перемещений. Если допускаемое перемещение [δ]=(l/E)∙[σ], модуль Юнга E=2∙105МПа.

Варианты заданий

Номер варианта для выполнения практических заданий состоит из трех цифр, которые выбираются по первым буквам фамилии, имени и отчества студента соответственно (табл. 1).

Таблица 1

Первая буква фамилии

Первая цифра варианта


Первая буква имени

Вторая цифра варианта


Первая буква отчества

Третья цифра варианта

А, З, Х, Ц

0


А

0


И, Й, Х,
нет отчества

0

Б, Ф, Ю

1


Б, С, Х

1


А

1

В, Е, Ё, Ш

2


В

2


Б, Ж, Н

2

Г, О, Э, Я

3


Г, И, Й, Ц – Щ

3


В

3

Д, Н, Ч

4


Д

4


Г, Д, Т

4

Ж, М, Щ

5


Е, Ё, Ю, Я

5


Е, Ё, З, Р, Ц – Щ

5

И, Й, Л, Т

6


К, О, П

6


К, О, Э, Я

6

К

7


Л, Р, Т

7


Л, М, Ф

7

П, Р, У

8


М, Э

8


П, У, Ю

8

С

9


Н, У, Ф, Ж, З

9


С

9

К каждой задаче прикладывается таблица исходных данных, в головке которой указано, по какой цифре варианта какие данные выбираются. Данный вариант сохраняется для всех заданий.

Задания, не соответствующие номеру варианта, не принимаются.

Необходимые для выполнения заданий теоретические и справочные материалы, а также примеры решения типовых задач приведены в практикумах:

1. Гаврилова Т. Ф. Сопротивление материалов : практикум для студентов очной формы обучения. В 2 ч. Ч. 1 / Т. Ф. Гаврилова, Е. П. Гордиенко, А. А. Разуваев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. «Нанотехнологии, материаловедение и механика» ; [под общ. ред. Д. Л. Мерсона]. – ТГУ. – Тольятти : ТГУ, 2017. – 251 с. : ил. – URL: https://dspace.tltsu.ru/handle/123456789/6206

2. Гаврилова Т. Ф. Сопротивление материалов : практикум для студентов заоч. формы обучения. В 2 ч. Ч. 2 / Т. Ф. Гаврилова, Е. П. Гордиенко, А. А. Разуваев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. «Нанотехнологии, материаловедение и механика» ; [под общ. ред. Д. Л. Мерсона]. – ТГУ. – Тольятти : ТГУ, 2016. – 172 с. : ил. – URL: https://dspace.tltsu.ru/handle/123456789/2984.

Приложение 1

Таблица 1.1

Исходные данные вариантов

Первая цифра варианта

(схема)

Вторая цифра варианта

(линейные размеры)

Третья цифра варианта (нагрузки)

№

№

l1, м

l2, м

l3, м

a1, м

a2,

 м

a3, м

№

F1, кН

F2, кН

F3, кН

q, кН/м

0

0

0,8

1,5

1,2

0,5

1,4

0,7

0

10

20

30

30

1

1

0,9

1,4

1,2

0,8

1,3

0,65

1

20

10

30

20

2

2

0,9

1,2

1,4

0,4

1,5

0,75

2

20

30

40

20

3

3

0,8

1,6

1,1

0,7

1,5

0,75

3

20

30

10

40

4

4

1,0

1,4

1,1

0,8

1,3

0,65

4

30

20

40

30

5

5

0,7

1,9

0,9

0,3

1,7

0,85

5

40

20

30

40

6

6

1,0

1,8

0,7

0,9

1,4

0,7

6

30

40

20

20

7

7

0,7

2,0

0,8

0,5

1,8

0,9

7

40

20

10

40

8

8

1,1

1,4

1,0

0,8

1,3

0,65

8

30

40

10

30

9

9

1,4

1,2

0,9

0,7

1,6

0,8

9

40

10

20

20

Таблица 1.2

Расчётные схемы

Таблица 1.3

Механические характеристики материала стержня

Первая цифра варианта

Вторая цифра варианта

Третья цифра варианта

№ схемы
(табл. 1.2)

№

σТ, МПа

(Материал)

№

nТ

0

0

340 (Сталь 40)

0

1,8

1

1

300  (Сталь 50Г)

1

2,0

2

2

360  (Сталь 45)

2

1,5

3

3

800 (Сталь 40Х)

3

1,9

4

4

850 (Сталь 45Х)

4

2,0

5

5

240 (Сталь 3)

5

1,3

6

6

650 (Сталь 20Х)

6

1,7

7

7

750 (Сталь 30ХМ)

7

1,4

8

8

320 (Сталь 45Х)

8

2,0

9

9

700 (Сталь 12ХН3А)

9

1,6

Варианты для выполнения практических заданий

Номер варианта для выполнения практических заданий состоит из трех цифр, которые выбираются соответственно по первой букве фамилии, имени и отчества студента (табл. 1).

Таблица 1

Первая буква фамилии

Первая цифра варианта


Первая буква имени

Вторая цифра варианта


Первая буква отчества

Третья цифра варианта

А, З, Х, Ц

0


А

0


И, Й, Х,
нет отчества

0

Б, Ф, Ю

1


Б, С, Х

1


А

1

В, Е, Ё, Ш

2


В

2


Б, Ж, Н

2

Г, О, Э, Я

3


Г, И, Й, Ц-Щ

3


В

3

Д, Н, Ч

4


Д

4


Г, Д, Т

4

Ж, М, Щ

5


Е, Ё, Ю, Я

5


Е, Ё, З, Р, Ц-Щ

5

И, Й, Л, Т

6


К, О, П

6


К, О, Э, Я

6

К

7


Л, Р, Т

7


Л, М, Ф

7

П, Р, У

8


М, Э

8


П, У, Ю

8

С

9


Н, У, Ф, Ж, З

9


С

9

К каждой задаче прикладывается таблица исходных данных, в головке которой указано, по какой цифре варианта какие данные выбираются. Данный вариант сохраняется для всех заданий.

Задания, не соответствующие номеру варианта, не принимаются.

Необходимые для выполнения заданий теоретические и справочные материалы, а также примеры решения типовых задач приведены в практикумах

1. Гаврилова Т. Ф. Сопротивление материалов : практикум для студентов очной формы обучения. В 2 ч. Ч. 1 / Т. Ф. Гаврилова, Е. П. Гордиенко, А. А. Разуваев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. «Нанотехнологии, материаловедение и механика» ; [под общ. ред. Д. Л. Мерсона]. – ТГУ. – Тольятти : ТГУ, 2017. – 251 с. : ил. – URL: https://dspace.tltsu.ru/handle/123456789/6206

2. Гаврилова Т. Ф. Сопротивление материалов : практикум для студентов заоч. формы обучения. В 2 ч. Ч. 2 / Т. Ф. Гаврилова, Е. П. Гордиенко, А. А. Разуваев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. «Нанотехнологии, материаловедение и механика» ; [под общ. ред. Д. Л. Мерсона]. – ТГУ. – Тольятти : ТГУ, 2016. – 172 с. : ил. – URL: https://dspace.tltsu.ru/handle/123456789/2984. 


Практическое задание 2

Расчет на прочность и жесткость балок при плоском поперечном изгибе

Тема 5. Изгиб

Лекция 5.1. Расчёт на прочность при прямом изгибе

Лекция 5.2. Расчёт на жёсткость при прямом изгибе

Задание 2.

«Для нагруженной двухопорной балки, изготовленной из пластичного материала (допускаемое напряжение [σ]=160 МПа), подобрать из условия прочности двутавровое, прямоугольное (h/b = 2) и круглое сечения. Указать наиболее рациональную форму сечения по расходу материала.

Для балки двутаврового сечения определить перемещения незакреплённых граничных сечений (используя метод Мора), изобразить приближённый вид оси изогнутой балки и выполнить проверку на жёсткость. Принять: E = 2·105 МПа, [δ] = 0,001l (где l – расстояние между опорами балки)» .

Рекомендации по выполнению задания 2.

1. Выписать исходные данные из таблиц 2.1, 2.2 (Приложение 2) согласно своему варианту.

2. Определить реакции всех опор.

3. Разделить балку на участки соответственно условиям нагружения.

4. Построить эпюры поперечной силы Qy и изгибающего момента Mx.

5. Подобрать из условия прочности двутавровое, прямоугольное (h/b = 2) и круглое сечения, приняв [s] = 160 МПа. Указать наиболее рациональную форму сечения по расходу материала.

6. Для балки двутаврового сечения определить перемещения незакреплённых граничных сечений (используя метод Мора), изобразить приближённый вид оси изогнутой балки и выполнить проверку на жёсткость. Принять: E = 2·105 МПа, [δ] = 0,001·l (где l – расстояние между опорами балки).  

Приложение 2

Таблица 2.1. Исходные данные вариантов

Первая цифра варианта

(схема)

Вторая цифра варианта

(линейные размеры)

Третья цифра варианта (нагрузки)

№ вар. (табл. 2.2)

№ вар.

a1,

м

a2,

м

a3,

м

a4,

м

a5,

м

№ вар.

q,

кН/м

F,

кН

M,

кН·м

0

0

1,5

2,0

0,6

2,0

1,9

0

15

20

30

1

1

2,0

1,8

0,7

2,2

1,6

1

10

30

40

2

2

1,2

1,6

1,0

2,4

2,6

2

10

40

35

3

3

1,8

1,4

0,8

2,5

2,0

3

20

50

25

4

4

1,4

1,2

0,5

2,3

2,4

4

15

25

30

5

5

1,7

1,9

0,7

2,1

1,6

5

20

20

35

6

6

1,6

1,7

0,9

2,0

1,8

6

10

35

40

7

7

1,9

1,5

0,6

1,8

1,8

7

15

45

50

8

8

1,3

1,3

0,8

2,0

2,6

8

15

40

45

9

9

2,0

1,2

0,6

1,8

2,4

9

10

60

30


Таблица 2.2. Расчётные схемы балок

 


Список литературы:

1. Гаврилова Т. Ф. Сопротивление материалов : практикум для студентов очной формы обучения. В 2 ч. Ч. 1 / Т. Ф. Гаврилова, Е. П. Гордиенко, А. А. Разуваев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. «Нанотехнологии, материаловедение и механика» ; [под общ. ред. Д. Л. Мерсона]. – ТГУ. – Тольятти : ТГУ, 2017. – 251 с. : ил. – URL: https://dspace.tltsu.ru/handle/123456789/6206

2. Гаврилова Т. Ф. Сопротивление материалов : практикум для студентов заоч. формы обучения. В 2 ч. Ч. 2 / Т. Ф. Гаврилова, Е. П. Гордиенко, А. А. Разуваев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. «Нанотехнологии, материаловедение и механика» ; [под общ. ред. Д. Л. Мерсона]. – ТГУ. – Тольятти : ТГУ, 2016. – 172 с. : ил. – URL: https://dspace.tltsu.ru/handle/123456789/2984

Варианты для выполнения практических заданий

Номер варианта для выполнения практических заданий состоит из трех цифр, которые выбираются соответственно по первой букве фамилии, имени и отчества студента (табл. 1).

Таблица 1

Первая буква фамилии

Первая цифра варианта


Первая буква имени

Вторая цифра варианта


Первая буква отчества

Третья цифра варианта

А, З, Х, Ц

0


А

0


И, Й, Х,
нет отчества

0

Б, Ф, Ю

1


Б, С, Х

1


А

1

В, Е, Ё, Ш

2


В

2


Б, Ж, Н

2

Г, О, Э, Я

3


Г, И, Й, Ц-Щ

3


В

3

Д, Н, Ч

4


Д

4


Г, Д, Т

4

Ж, М, Щ

5


Е, Ё, Ю, Я

5


Е, Ё, З, Р, Ц-Щ

5

И, Й, Л, Т

6


К, О, П

6


К, О, Э, Я

6

К

7


Л, Р, Т

7


Л, М, Ф

7

П, Р, У

8


М, Э

8


П, У, Ю

8

С

9


Н, У, Ф, Ж, З

9


С

9

К каждой задаче прикладывается таблица исходных данных, в головке которой указано, по какой цифре варианта какие данные выбираются. Данный вариант сохраняется для всех заданий.

Задания, не соответствующие номеру варианта, не принимаются.

Необходимые для выполнения заданий теоретические и справочные материалы, а также примеры решения типовых задач приведены в практикумах [1] и [2].  


Практическое задание 3

Расчёт сжатых стержней на устойчивость

Тема 9. Устойчивость сжатых стержней

Лекция 9.1. Устойчивость сжатых стержней

Задание 3.

«Поперечное сечение центрально сжатой стойки составлено из стальных прокатных профилей, соединенных в сплошное сечение при помощи диагональной решетки из стальных планок.

Определить: допускаемую нагрузку из условия устойчивости, критическую нагрузку и коэффициент запаса устойчивости – для стойки заданной формы поперечного сечения, а также для стойки кольцевого сечения. Оба сечения имеют одинаковую площадь, для кольца известно соотношение диаметров: a=d/D=0,9» [2].

Рекомендации по выполнению задания 3.

1. «Выписать исходные данные из таблиц 3.1, 3.2, 3.3 (Приложение 3) согласно своему варианту.

2. Используя условия равноустойчивости сечения определить расстояние х для стойки с заданным составным сечением (кроме сечения № 4).

3. Определить наибольшую допускаемую величину сжимающей нагрузки на стойку, используя коэффициент продольного изгиба.

4. Определить величину критической нагрузки и коэффициента запаса устойчивости стойки, приняв:

для Ст. 2 – λ0=60, λпред=105, а = 245 МПа, b = 0,67 МПа;

для Ст. 3 – λ0=61, λпред=101, а = 304 МПа, b = 1,12 МПа;

для Ст. 5 – λ0=55, λпред=90, а = 342 МПа, b = 1,39 МПа.

5. Повторить п.п. 3 и 4 для стойки с равновеликим по площади кольцевым сечением при всех прочих равных условиях.

6. Провести сравнение двух стоек с разными поперечными сечениями по грузоподъёмности» [2].

Список литературы:

1. Гаврилова Т. Ф. Сопротивление материалов : практикум для студентов очной формы обучения. В 2 ч. Ч. 1 / Т. Ф. Гаврилова, Е. П. Гордиенко, А. А. Разуваев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. «Нанотехнологии, материаловедение и механика» ; [под общ. ред. Д. Л. Мерсона]. – ТГУ. – Тольятти : ТГУ, 2017. – 251 с. : ил. – URL: https://dspace.tltsu.ru/handle/123456789/6206

2. Гаврилова Т. Ф. Сопротивление материалов : практикум для студентов заоч. формы обучения. В 2 ч. Ч. 2 / Т. Ф. Гаврилова, Е. П. Гордиенко, А. А. Разуваев ; ТГУ ; Ин-т машиностроения ; каф. «Нанотехнологии, материаловедение и механика» ; [под общ. ред. Д. Л. Мерсона]. – ТГУ. – Тольятти : ТГУ, 2016. – 172 с. : ил. – URL: https://dspace.tltsu.ru/handle/123456789/2984

Приложение 3

Таблица 3.1. Исходные данные вариантов

Первая цифра варианта

Вид закрепления
и длина стойки

Вторая цифра варианта

Схема составного сечения
и материал профилей

Третья цифра варианта

Размеры прокатных профилей
по сортаменту

№

№ схемы

стойки

(таб.3.2)

l,

м

№

№ схемы

сечения

(таб.3.3)

Марка стали

[σ],

МПа

№

Дву­тавр

№

Швел­лер

№

Уголок равно­бокий

№

Уголок неравно­бокий

№

с,

см

0

0

9,3

0

6

Ст.2

140

0

12

14

7

7,5/5

2,2

1

1

6,7

1

3

Ст.3

160

1

14

16

5,6

11/7

0

2

2

3,8

2

4

Ст.5

180

2

24

22а

11

9/5,6

1,4

3

3

7,0

3

1

Ст.2

140

3

16

10

9

7,5/5

2,0

4

4

3,5

4

6

Ст.3

160

4

18

12

7,5

11/7

0,8

5

5

10,2

5

1

Ст.5

180

5

20

20

6,3

10/6,3

1,2

6

6

14,0

6

2

Ст.2

140

6

20а

14а

5

9/5,6

1,8

7

7

15,3

7

4

Ст.3

160

7

18а

18

4,5

10/6,3

1,0

8

8

18,2

8

5

Ст.5

180

8

24а

16а

5

7,5/5

2,4

9

9

21,1

9

3

Ст.3

160

9

22

20а

8

9/5,6

1,6

Таблица 3.2. Схемы закрепления стойки

Таблица 3.3. Схемы составных сечений



Узнать стоимость этой работы