Механика \ Сопротивление материалов

Сопротивление материалов. Часть 2: Учебное пособие для студентов заочной формы обучения

Страницы работы

56 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Кафедра "Прочность материалов и конструкций"

Содержит теоретические основы дисциплины, задания на контрольные работы с примерами решения и комментариями, лабораторный практикум, программу курса, экзаменационные вопросы и список литературы.

Составители:

канд. техн. наук, доц. Н. И. Невзоров,

канд. техн. наук, доц. Н. Н. Ометова,

канд. техн. наук, доц. Э. Д. Трощенков.

Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. С. В. Елизарова.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Программа курса.	4
2. Теоретические основы курса.	5
2.1. Сложная деформация.	5
2.1.1. Косой изгиб	5
2.1.2. Внецентренное растяжение-сжатие	6
2.1.3. Изгиб с кручением	7
2.2. Определение перемещений в балках	8
2.2.1. Метод начальных параметров	9
2.2.2. Интеграл Мора	11
2.3. Статически неопределимые балки (Метод сил раскрытия статической неопределимости)	14
2.4. Устойчивость сжатых стержней	16
2.5. Динамическое действие нагрузок	19
2.5.1. Поступательное движение тела с постоянным ускорением	20
2.5.2. Ударное действие нагрузок	20
3. Задания на контрольные работы с примерами решения	21
3.1. Задача 6 "Косой изгиб стержня"	22
3.2. Задача 7 "Внецентренное сжатие стержня большой изгибной жесткости"	29
3.3. Задача 8 "Статически неопределимые балки"	35
3.4. Задача 9 "Устойчивость центрально – сжатого стержня"	41
4. Лабораторный практикум	48
4.1. Лабораторная работа №5. "Определение реакции лишней связи в статически неопределимой балке"	48
4.2. Лабораторная работа № 6 "Определение величины критической силы центрально сжатого стержня"	50
4.3. Лабораторная работа № 7. "Ударная проба материала на излом"	51
5. Контрольные вопросы к зачету и экзамену	52
Список литературы	53
Приложения	54

1. ПРОГРАММА КУРСА.

1. Энергетические принципы, теоремы, методы в сопротивлении материалов

1.1. Основные понятия. Действительная и возможная работа внешних и внутренних сил. Принцип возможных перемещений для деформируемых систем. Теорема о взаимности работ и перемещений.

1.2. Потенциальная энергия. Теоремы Кастильяно, Лагранжа. Формула Мора. Вычисление интеграла Мора по формуле Симпсона.

2. Расчет простейших статически неопределимых систем методом сил

2.1. Геометрическая неизменяемость: необходимые и достаточные условия геометрической неизменяемости.

2.2. Метод сил, его основы и алгоритм. Применение метода сил в случае систем, элементы которых работают в условиях основных видов деформации (изгиб, кручение, растяжение-сжатие).

3. Сложное сопротивление стержня

3.1. Общий случай действия сил на стержень. Виды сложного сопротивления: косой изгиб, внецентренное растяжение или сжатие, изгиб с кручением, изгиб с растяжением (сжатием).

3.2. Косой изгиб. Внутренние усилия и напряжения при косом изгибе. Определение положения нейтральной оси. Расчеты на прочность. Определение перемещений при косом изгибе.

3.3. Внецентренное растяжение и сжатие. Эпюра нормального напряжения. Нейтральная ось. Ядро сечения. Определение несущей способности.

3.4. Кручение с изгибом стержня круглого или кольцевого поперечного сечения. Нормальные, касательные и главные напряжения. Расчеты на прочность по эквивалентным напряжениям. Подбор сечений.

4. Устойчивость сжатых стержней

4.1. Устойчивость прямолинейной формы равновесия сжатых стержней. Формула Эйлера и пределы ее применения. Влияние вида закрепления стержней, понятие о гибкости и приведенной длине стержня.

4.2. Потеря устойчивости при напряжениях, превышающих предел пропорциональности. График зависимости критических напряжений от гибкости стержня. Формула Ясинского.

4.3. Практические методы расчетов сжатых стержней на устойчивость. Понятие коэффициента понижения основного допускаемого напряжения или расчетного сопротивления (коэффициента продольного изгиба). Особенности подбора поперечных сечений сжатых стержней.

5. Динамическое действие нагрузок

5.1. Виды динамических нагрузок. Понятие о динамическом коэф-ициенте. Ускоренное поступательное движение и вращение элементов машин и механизмов. Принцип Даламбера.

5.2. Расчеты на продольный и поперечный удар. Частный случай удара ‑ внезапное приложение нагрузки.

6. Прочность материала при переменных напряжениях

6.1. Понятие об усталостном разрушении элементов конструкций и деталей машин. Возникновение и развитие усталостных трещин. Механизм усталостного разрушения. Классификация режимов циклических нагрузок и напряжений. Основные характеристики цикла. Предел выносливости при симметричном цикле напряжения.

6.2. Экспериментальное определение характеристик сопротивления усталости.

6.3. Факторы, влияющие на выносливость: концентрация напряжений, масштабный эффект, качество обработки поверхности, коэффициент асимметрии цикла. Эффективный коэффициент концентрации напряжений.

6.4. Выносливость при совместном циклическом изгибе и кручении. Диаграмма предельных амплитуд. Определение коэффициента запаса усталостной прочности.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КУРСА.

2.1. Сложная деформация.

Элементы конструкций не всегда работают в условиях простых деформаций; чаще они претерпевают более сложные воздействия, что приводит к одновременному появлению нескольких компонентов внутренних усилий. Тогда говорят, что стержень находится в условиях сложного сопротивления или сложной деформации.

Для определения суммарных напряжений используется принцип независимости действия сил.

Среди случаев сложного сопротивления различают наиболее часто встречающиеся сочетания отдельных простейших видов нагружения: косой изгиб, внецентренное растяжение – сжатие, кручение с изгибом.

2.1.1. Косой изгиб