- •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
-
Статический расчёт.
Найдём статический
прогиб сечения С
балки. Для грузового состояния (рис.
36, а)
находим реакции опор и строим эпюру
(рис. 36, б).
Составляем единичную схему, прикладывая
силу равную единице в точке С
балки, освобожденной от нагрузки (рис.
36, в).
Определяем реакции опор и строим эпюру
(рис. 36, г).

Рис.36
Перемножая эпюры
и
по способу Верещагина, найдём прогиб
в точке С:
.
Найдём наибольшее
статическое напряжение. Опасное сечение
балки в точке В,
где
:
.
-
Определим частоту возмущающей силы и частоту собственных колебаний балки.
При работе мотора ротор из-за неуравновешенности создает возмущающую силу, и балка испытывает вынужденные колебания с частотой:
(1/с).
Частота собственных
колебаний балки зависит от ее жесткости
и определяется выражением
.
В соответствии с условием задачи принимаем частоту собственных колебаний:
,
или
.
-
Определим требуемый номер двутавра. Запишем условие «отстройки» от резонанса:
,
или
.
Преобразуем
полученное неравенство и, подставляя
выражение
,
определим необходимый момент инерции
двутавра:
,
,
отсюда
см4.
Из сортамента
выбираем двутавр №22 с
см4,
см3.
Определим частоту собственных колебаний балки, соответствующую выбранному сечению двутавру №22:
(1/с).
Т.е. условие
выполняется. Действительно:
.
-
Определим коэффициент нарастания колебаний:
.
Наибольшее значение возмущающей силы (вертикальная составляющая центробежной силы инерции):
.
Динамический коэффициент будет равен:
.
-
Динамический расчёт.
Запишем условие прочности балки и проверим его выполнение:
.
Динамическое напряжение в опасном сечении балки:
МПа,
МПа
МПа,
т.е. условие прочности выполняется.
Запишем условие жёсткости балки:
.
Динамический прогиб балки в сечении С:
м.
Допускаемый прогиб
м,
тогда:
м
м.
т.е. условие жёсткости балки выполняется.
Ответ:
требуемый номер профиля двутавра №22;
коэффициент нарастания колебаний
;
динамический коэффициент
;
прочность и жёсткость балки обеспечена.





