- •Сопротивление материалов
- •Общие методические указания
- •Литература
- •Программа курса «Сопротивление материалов»
- •Тема 1. Основные понятия
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 4. Расчёты на прочность
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Растяжение и сжатие
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3. Механические свойства материалов при растяжении и сжатии
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 5. Геометрические характеристики плоских сечений
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 6. Прямой изгиб бруса
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 7. Сдвиг
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 8. Кручение
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 9. Теория напряжённого состояния и теории прочности
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 10. Сложное сопротивление
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 11. Устойчивость сжатых стержней
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 12. Энергетический метод определения перемещений
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 13. Понятие о расчёте простейших статически неопределимых систем
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 14. Динамические задачи
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 15. Прочность материалов при напряжениях, периодически меняющихся со временем
- •Вопросы для самопроверки
- •Что надо уметь, изучив курс «Сопротивление материалов»
- •Указания о порядке выполнения контрольных работ
- •Задача 1. Осевое растяжение (сжатие)*
- •Решение
- •Задача 2. Осевое растяжение (сжатие) * ступенчатого бруса
- •Решение
- •Задача 3. Стержневая система*
- •1. Вычислить расчётные значения нагрузок. Принять коэффициент надёжности по нагрузке: для постоянной (f) ; временной (q) .
- •Решение
- •Задача 4. Геометрические характеристики плоских сечений *
- •Решение
- •Задача 5. Прямой изгиб бруса
- •Решение
- •Задача 6. Прямой изгиб (шарнирная балка)*
- •Решение
- •Задача 7. Косой изгиб бруса*
- •Решение
- •Задача 8. Внецентренное сжатие бруса*
- •Решение
- •Задача 9. Изгиб с кручением
- •Решение
- •Задача 10. Устойчивость стержней (стоек)*
- •Решение
- •Задача 11. Ударное нагружение*
- •Решение
- •Задача 12. Колебания систем*
- •Решение
Решение
-
Вычисление расчётных значений нагрузок:
кН;
кН/м.
-
Определение усилий в стержнях.
Мысленно рассекаем
стержни и заменяем действие отброшенных
частей продольными силами
,
,
(рис. 7, б).
Запишем уравнение равновесия и определим
усилия в стержнях.
,
,
кН
(стержень растянут);
,
,
кН
(стержень сжат);
,
,
кН
(стержень сжат).
Проверка:
,
;
подставим в уравнение найденные значения усилий:
,
![]()
Усилия найдены верно.
-
Определение площадей поперечных сечений стержней. Условие прочности при растяжении и сжатии:
,
откуда площадь:
.
Первый стержень должен иметь площадь:
м2
см2.
Площадь квадрата
,
откуда сторона квадрата:
см
см.
Площадь сечения второго стержня:
м2
см2.
Площадь кольца
,
откуда наружный диаметр:
см, тогда
см
см.
Площадь сечения третьего стержня из двух уголков:
м2
см2.
Площадь одного
уголка:
см2.
Из сортамента
(ГОСТ 850986)
выбираем уголок №
с площадью
см2.
Задача 4. Геометрические характеристики плоских сечений *
Для заданного поперечного сечения (рис. 8), состоящего из двух фигур, требуется найти положение главных центральных осей и значения главных центральных моментов инерции. Исходные данные взять из табл. 6.
П о р я д о к р а с ч ё т а
-
Геометрические характеристики для двутавра, швеллера и уголка выписать из таблиц сортамента, для полосы – рассчитать по известным (справочным) формулам.
-
Вычертить схему сечения в масштабе (на миллиметровке), на которой указать все оси и все размеры в числах.
-
Найти общую площадь сечения.
-
Определить положение центра тяжести сечения.
-
Определить осевые и центробежный моменты инерции сечения относительно центральных осей, проходящих центр тяжести сечения.
-
Определить угол наклона главных осей U и V к центральным осям. Вычертить главные центральные оси на заданном сечении.
-
Вычислить моменты инерции относительно главных центральных осей.
-
Проверить правильность вычисления моментов инерции.
Таблица 6
|
Номер строки |
Схема сечения, рис. 8 |
Швеллер (ГОСТ 824089) |
Двутавр (ГОСТ 823989) |
Равнопо- лочный уголок (ГОСТ 850986) |
Полоса, мм |
|
1 |
1 |
14 |
12 |
|
|
|
2 |
2 |
16 |
14 |
|
|
|
3 |
3 |
18 |
16 |
|
|
|
4 |
4 |
20 |
18 |
|
|
|
5 |
5 |
22 |
20 |
|
|
|
6 |
6 |
24 |
22 |
|
|
Продолжение таблицы 6
|
7 |
7 |
27 |
24 |
|
|
|
8 |
8 |
30 |
27 |
|
|
|
9 |
9 |
33 |
30 |
|
|
|
0 |
10 |
36 |
33 |
|
|
|
|
д |
е |
е |
г |
д |
|
1)
|
6)
|
|
2)
|
7)
|
|
3)
|
8)
|
|
4)
|
9)
|
|
5)
|
10)
|
Рис. 8
Пример 4.
Поперечное сечение бруса состоит из
швеллера № 20 и равнополочного уголка
(рис. 9).
Т р е б у е т с я: определить положение главных центральных осей и вычислить главные моменты инерции.
Д а н о: из таблиц сортамента находим:
-
для швеллера № 20 (ГОСТ 824089):
см2,
см4,
см4,
,
координата центра тяжести
см; -
для уголка
(ГОСТ 850986):
см2,
см4,
см4,
координата центра тяжести
см.










