На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Расчёт на прочность и жесткость элементов конструкции

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 04.09.2012. Сдан: 2011. Страниц: 9. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное агентство по образованию
Пензенский  государственный университет 

Кафедра техническая и прикладная механика 
 
 
 
 

Расчет  на прочность и жесткость элементов  конструкций
ПГУ 3. 151001.009-ПЗ 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА
по дисциплине «Сопротивление материалов» 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент
Группы 08ММ1       Лёмин А.С. 

Руководитель       Волчихина Н.И. 
 
 
 

Пенза 2009

Реферат
      Пояснительная записка содержит 30 листов, 7 рисунков, 2 таблицы.
      Ключевые  слова: растяжение, сжатие, кручение, изгиб, моменты инерции, устойчивость, внешняя  сила, внутренняя сила, напряжение, деформация, закон Гука.
      Рассматриваемый объект: технические системы, загруженные  внешними силами.
      Цель  работы: произвести расчет на прочность  и жесткость элементов конструкций.
      В процессе работы производился расчет на прочность и жесткость стержневых систем, работающих в условиях растяжения, сжатия, кручения, изгиба. 

 



Содержание
Реферат…………………………………………………………………………2
Содержание…………………………………………………………………….3
Введение………………………………………………………………………..4
1.Расчет статически неопределимого стержня переменного сечения……...5
2.Определение геометрических характеристик плоских сечений с горизонтальной осью симметрии…………………………………………….12
3.Расчет  балок на прочность и жесткость  при изгибе
     3.1 Расчет на прочность и жесткость  статически определимой балки  при изгибе……………………………………………………………………….16
     3.2 Расчет на прочность и жесткость  статически определимой балки  при изгибе………………………………………………………………………..25
Список  используемой литературы……………………………………………..30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение
      Сопротивление материалов — инженерная наука о  методах расчета наиболее распространенных элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при  одновременном удовлетворении требований надежности и экономичности. Сопротивление  материалов относится к фундаментальным  дисциплинам общеинженерной подготовки специалистов с высшим техническим  образованием.
      В теоретической части сопротивление  материалов базируется на математике и теоретической механике, в экспериментальной  части — на физике и материаловедении и применяется при проектировании машин, приборов и конструкций. Практически  все специальные дисциплины подготовки инженеров по разным специальностям содержат разделы курса сопротивления  материалов, так как создание работоспособной  новой техники невозможно без  анализа и оценки ее прочности, жёсткости  и надежности.
      Задачей сопротивления материалов, как одного из разделов механики сплошной среды, является определение деформаций и  напряжений в твёрдом упругом  теле, которое подвергается силовому или тепловому воздействию. 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 


1.Расчет статически неопределимого стержня переменного сечения
      Расчет  на прочность и жесткость статически неопределимого стержня переменного  сечения при центральном растяжении и сжатии
Стержень  имеет жесткое защемление по концам.
      Цель: из условий прочности и жесткости подобрать безопасные диаметры жестко защемленного стального стержня переменного сечения, нагруженного сосредоточенными продольными силами (рисунок 1).
      1 2 3 4

Рисунок 1 – Схема стержня переменного  сечения, жестко защемлен по концам
Данные: 

Материал  стержня  
, МПа
, МПа
E, МПа nT nB
Алюминиевый сплав АЛ13 2·10-4 90 200 0,7·105 1,5 2,5
 
P1 P2 P3
L1 L2 L3 L4
кН м
-10 -5 5 0,5 0,8
0,7 0,6 0,3 0,6 0,3
 
 
 

    Составляю уравнения статики. Определяем степень статической неопределимости (ССН) стержня.
    (1)
     Получено  одно уравнение с двумя неизвестными RA и RB. Лишнее неизвестное указывает на статическую неопределимость стержня.
     Степень статической неопределимости определяется как разность между количеством  неизвестных nн и количеством возможных уравнений ny. В моей задаче nн=2, ny=1.
     ССН=1, т.е. система один раз статически неопределима.
    Записываю уравнения равновесия отсеченных частей стержня
Сечение:
на 1 участке 
на 2 участке 
на 3 участке   
на 3 участке   
   (2)
  (3)
  (4)
 (5) 

    Составляю уравнение совместности деформаций.
 (6)
      Выразил деформации через внутренние усилия по закону Гука - , поэтому для стержня, изготовленного из одного материала, Ei можно обозначить через постоянную Е.
       (7)
     
     В данном уравнении делаю замену усилий Ni на соответствующие выражения:
       (8)
    Раскрываю статическую неопределимость стержня, решая уравнения (1) и (8).
Подставляю  в (8) все известные величины, нахожу RA.

RA=21,545 кН
Подставив найденное значение в (1) нахожу RB.
  -21,545+10+5-5-RB=0
RB=-11,545 кН
    Вычисляю нормальные внутренние силы Ni.
N1=21,545 кН
N2=-11,545 кН
N3=-6,545 кН
N4=11,545 кН
Строю эпюру Ni (рисунок 2)
    Делаю проверку вычислений.

     Результат проверки подтверждает правильность раскрытия  статической неопределимости.
    Вычисляю приведенные нормальные напряжения .


     По  приведенным напряжениям видно, что опасный участок – второй, так как
     
    Из условия  прочности и жесткости определяю  приведенный диаметр сечения

Где d1 – приведенный диаметр.
     Сначала вычисляю допускаемое нормальное напряжение.
     Используя коэффициент запаса прочности по текучести, получаю:

     Так же получаю коэффициент запаса прочности  по временному сопротивлению:

     Из  двух данных допускаемых напряжений принимаю наименьшее
 
 
 
 
 
 


     Определяю диаметр d1 из условия прочности.
     Условие прочности стержня
     

     Так как  , то
     
     Принимаю  dпрочн=31 мм
     Определяю диаметр d1 из условия жесткости
     По  закону Гука , или .
     Условие жесткости  ; ,
     Тогда
     Из  найденных по условиям жесткости  и прочности диаметров я выбираю  наибольший d1=65 мм
    Далее определяю площади Fi сечений стержня по участкам.

    Затем определяю  действительные напряжения на участках и строю их эпюры (рисунок 2).

    Нахожу  величину продольной деформации на каждом участке

    И в заключении нахожу перемещения сечений A, C, D, E, B:
, так как сечение А имеет  жесткую заделку;

     Строю эпюру перемещений сечений A, C, D, E, B (рисунок 2).
     Вывод: последовательность вычислений перемещений сечений A, C, D, E и равенство нулю перемещения точки B указывают на правильность раскрытия статической неопределимости и правильность решения задачи по определению напряжений, деформаций и безопасных размеров поперечных сечений стержня.
     
     Принятые  в результате расчета размеры  диаметров поперечных сечений стержня  обеспечат его работоспособность, так как удовлетворяют условиям прочности и жесткости. 


2. Определение геометрических  характеристик плоских  сечений с горизонтальной  осью симметрии

Рисунок 3 –Расчетная схема поперечного  сечения стержня 

Данные:
k1=4
k2=7
b=4a
h=7a 
 
 
 
 
 
 


    На Рис. 3 я изобразил заданное сечение  в масштабе
    Разбил сечение на элементарные фигуры и пронумеровал их. По схеме видно, что сечение имеет ось симметрии.
Ось симметрии  YC является главной центральной осью инерции поперечного сечения.
    Провел собственные центральные оси xi и yi через центр тяжести каждой элементарной фигуры.
Далее вычислил геометрические характеристики каждой элементарной фигуры: площади  Fi и собственные главные центральные моменты инерции элементарных фигур Iixi 

      Площади элементарных фигур 

      Моменты инерции элементарных фигур Iixi

    Я провел вспомогательную ось X0
    Затем вычислил относительно оси X0 расстояния xi до центра тяжести каждой элементарной фигуры
Y1=3,5a
Y2=2,9a
Y3=5,25a
    Далее вычислил статические моменты элементарных фигур SiX0 относительно вспомогательной оси X0


      Определил положение главной центральной  оси XC  



    Вычислил  главные центральные моменты  инерции каждой элементарной фигуры относительно главных центральных  осей всего  сечения – относительно найденной главной центральной  оси XC:
 



Относительно  второй главной центральной оси  YC


8)Вычислил наименьшие моменты сопротивления WX и WY сечения.
Момент  сопротивления относительно оси  XC


     Момент  сопротивления относительно оси  YC

Вывод: из двух найденных мною моментов сопротивления наименьшим обладают все точки лежащие на ребре BK, где . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


3. Расчет балок на  прочность и жесткость  при изгибе
3.1 Расчет  на прочность и жесткость статически  определимой балки при изгибе
I часть Расчет на прочность стальной балки по нормальным напряжениям [ ]
Цель: для  балки, загруженной плоскими поперечными  силами
- построить  эпюры поперечных сил Q и изгибающих моментов M;
- из  условия прочности по нормальным  напряжениям подобрать для балки  двутавровое, прямоугольное (h=2b), круглое, кольцевое ( =d/D=0,8) сечения. Сравнить веса балок с нормальными поперечными сечениями.
Данные:
P1=40 кН
q1=20 кН/м
a=2 м
 
 
 



Рисунок 4 

    Я определил  реакции опор RA и RB. Составил моментные уравнения внешних сил относительно опорных концов балки A и B.


      Делаю проверку

    Определяю внутренние усилия в балке  и построил эпюры Qy и Mx. Поперечная сила Qi, возникающая в сечении, уравновешивается внешними силами, действующими по одну сторону от сечения.
I участок
0

II участок
0


III участок
0

      Строю эпюру поперечных сил Qi
      Составляю математические выражения функций  изгибающих моментов Mi для каждого участка балки, используя метод сечений.
      При наличии равномерно распределенной нагрузки выполняю исследование функции  изгибающего момента на максимум для определения величины Mmax и его точного положения.

      Изгибающие  моменты
На I участке

На II участке

На III участке

Вывод: значение максимального изгибающего момента приму по построенной эпюре.
      Определяю из условия прочности момент сопротивления.

      
Выбираю двутавровое сечение:
      Двутавр №20а
Wx=203,0 см3, Ix=2030 см4,Sx=114 см3, d=5,2 мм, F=28,9 см2
 
 

 

Рисунок 5 
 
 


      Определяю безопасные размеры поперечных сечений  для круга, кольца и прямоугольника.
- Выбираю  круговое сечение:

- Кольцевое  сечение:




    Прямоугольное сечение с отношением сторон h=2b
 

      Вывод: Наименьший вес имеет двутавровая балка. Следовательно, по условию прочности балка с таким профилем поперечного сечения является наиболее экономичной. 
 
 


     II часть Расчет на жесткость балки по допускаемому прогибу [f] методами начальных параметров
     Цель: из условия жесткости определить необходимый момент сопротивления поперечного сечения балки и подобрать по нему двутавр. 
 

     
     Рисунок 6
     
     Допускаемый прогиб для заданной балки 
     [f]=0,0002L
     L=3a=6м
     [f]=12мм
     Составил  уравнение прогиба yc, используя универсальное уравнение оси балки
     Czc=2м
     
     
     z=3
     
     Условие жесткости 
     
     
     - Максимальный прогиб находится  в конце первого участка и  принадлежит сечению С.
     - Его величина больше допускаемого прогиба
     maxyc=-20,6мм>[f]=12мм
     - Принятый двутавр №20а удовлетворяет  поставленным условиям по прочности,  но не удовлетворяет условиям  по жесткости.
     Я выбрал новый номер двутавра
     №24а
     Его характеристики:
     - момент сопротивления Wx=317 см3
     - момент инерции Ix=3800 см4
     - площадь сечения F=37,5 см2
     - Вес 1 погонного метра q=29,4 кг/м
     
      Двутавр №24а, я выбрал из условия жесткости, проверяю по условию прочности.

     Вывод: применять двутавр №27а целесообразно. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


3.2 Расчет  на прочность и жесткость статически  определимой балки при изгибе
I часть Расчет на прочность стальной балки по нормальным напряжениям [ ]
Цель: для  балки, загруженной плоскими поперечными  силами
- построить  эпюры поперечных сил Q и изгибающих моментов M;
- из  условия прочности по нормальным  напряжениям подобрать для балки  двутавровое, прямоугольное (h=2b), круглое, кольцевое ( =d/D=0,8) сечения. Сравнить веса балок с нормальными поперечными сечениями.
Данные:
М=60 кНм
P1=40 кН
q1=20 кН/м
a=2 м
 
 
 

 


Рисунок 7 
 
 
 
 
 
 

 

      Я определил  реакции опор RA и RB. Составил моментные уравнения внешних сил относительно опорных концов балки A и B.


Делаю проверку

      Определяю внутренние усилия в балке  и построил эпюры Qy и Mx. Поперечная сила Qi, возникающая в сечении, уравновешивается внешними силами, действующими по одну сторону от сечения.
I участок
0

II участок
0


III участок
0

      Строю эпюру поперечных сил Qi
      Составляю математические выражения функций  изгибающих моментов Mi для каждого участка балки, используя метод сечений.
      При наличии равномерно распределенной нагрузки выполняю исследование функции  изгибающего момента на максимум для определения величины Mmax и его точного положения.

      Изгибающие  моменты
На I участке

На II участке

На III участке

      Вывод: значение максимального изгибающего момента приму по построенной эпюре.
Определяю из условия прочности момент сопротивления.


      Выбираю двутавровое сечение:
      Двутавр №36а
Wx=743,0 см3, Ix=13380 см4,Sx=423 см3, d=7,5 мм, F=61,9 см2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


      Список  используемой литературы
      «Сопротивление  материалов» учебное пособие  для выполнения курсовых работ, для  машиностроительных специальностей технических  вузов / И.Н. Гонтарь, Н.И. Волчихина. - Пенза 2008 


и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.