МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
„ХАРКIВСЬКИЙ ПОЛIТЕХНIЧНИЙ ІНСТИТУТ”
Киркач Б.М.
Конохов В.І.
Хавін В.Л.
Шергін С.Ю.
РОЗРАХУНКИ
Вступ
Сучасний етап науково-технічного розвитку потребує удосконалення методів розрахунку на міцність і жорсткість машинобудівних конструкцій з метою впровадження нових технологій, підвищення якості, надійності та довговічності машин, їх конкурентоспроможності на світовому ринку.
Навчально-методичний посібник є складовою одиницею серії навчально-методичної літератури, підготовленої кафедрою опору матеріалів НТУ «ХПІ» для виконання індивідуальних розрахунково-проектувальних завдань студентами машинобудівних спеціальностей та модульного контролю засвоєного матеріалу.
Посібник охоплює один з важливих розділів загального курсу опору матеріалів, а саме, розрахунки стержньових конструкцій в умовах їх складного деформування. Посібник призначений для засвоєння студентами загальних положень теорії та методики проведення розрахунків стержнів з урахуванням їх складного напруженого стану.
У першому розділі посібника розглянуті основні види складної деформації стержнів, а саме: косе та просторове згинання, сумісна дія згинання та розтягання (стискання), загальні випадки дії сил на бруси круглого та прямокутного перерізу. Для кожного виду складної деформації надані приклади розв’язання задач, аналізу напруженого стану у точках небезпечного перерізу.
У другому розділі надаються розрахункові схеми та числові дані для виконання індивідуальних розрахунково-проектувальних завдань, а також приклади їх розв’язання та оформлення. Для перевірки набутих теоретичних знань студентів з даної теми пропонуються контрольні запитання.
Складне деформування стержнів
Порядок виконання завдання
Задача №1. Визначити діаметр валу, навантаженого зусиллями в різних площинах використовуючи IV теорію міцності
1. Виписати для заданого варіанту чисельні дані. В певному масштабі накреслити схему заданої системи з зазначенням її лінійних розмірів і зовнішніх навантажень.
2. Привести зовнішні зусилля на вісь валу.
3. Розкласти складне навантаження на комбінацію простих видів деформування: згин в площинах (YOZ) та (XOZ), кручення та центральне розтягання – стискання.
4. Побудувати епюри внутрішніх силових факторів по довжині валу.
5. Визначити небезпечний переріз валу по максимальному значенню еквівалентного моменту при відсутності поздовжньої сили.
6. Визначити допустимий діаметр валу редуктора з IV теорії міцності.
7. Перевірити міцність валу при наявності поздовжньої сили.
Задача №2. Для заданої просторової стержньової системи в найнебезпечнішій точці перерізу визначити коефіцієнт запасу міцності
1. Виписати для заданого варіанту чисельні дані. В певному масштабі накреслити схему заданої системи з зазначенням її лінійних розмірів і зовнішнього навантаження.
2. Побудувати епюри внутрішніх силових факторів на окремих ділянках та в стержньовій системі в цілому.
3. Обчислити компоненти напружень в заданому перерізі, побудувати епюри цих напружень.
4. Розглянути напружений стан в імовірно небезпечних точках поперечного перерізу та обчислити максимальні напруження.
5. Визначити найнебезпечнішу точку поперечного перерізу та знайти коефіцієнт запасу міцності в цій точці.
6. Перевірити міцність конструкції.
Розрахункові схеми та чисельні дані
Додаток 1
Задача 1. Розрахунок валу редуктора
Продовження додатка 1
Продовження додатка 1
Продовження додатка 1
Закінчення додатка 1
Задача 2. Складне деформування просторового бруса
Продовження додатка 2
Продовження додатка 2
Продовження додатка 2
Продовження додатка 2
Продовження додатка 2
Закінчення додатка 2
Приклади розв’язання задач
Задача 1. Зразок розрахунку валу редуктора
Дано:
Визначення діаметру вала з умови міцності в першому приближенні (без урахування поздовжньої сили).
Умова міцності згідно з IV гіпотезою має вигляд:
Визначимо діаметр валу [1]:
Приймаємо збільшений до найбільшого цілого в [мм] діаметр –
Задача 2. Зразок розрахунку просторового брусу
Дано:
Визначення геометричних характеристик поперечного перерізу
Визначення максимальних значень компонент напружень
Побудова епюр напружень в поперечному перерізі
Визначення коефіцієнта запасу
– умова міцності виконується.
Література
1. Писаренко Г.С. Опір матеріалів / Г.С. Писаренко, О.Л. Квітка, Е.С. Уманський. – К.: Вища школа, 2004. – 655 с.
2. Корн Г. Справочник по математике / Г. Корн, Т. Корн. – М.: Наука, 1974. – 831 с.
3. Устиненко В.Л. Основы проектирования деталей машин / В.Л. Устиненко, Н.Ф. Киркач, Р.А. Баласанян. – Х.: Вища школа, изд-во при Харьк. ун-те, 1983. – 184 с.
4. Конохов В.І. Розрахунки на міцність та жорсткість стержнів при крученні: навчально-методичний посібник. / В.І. Конохов, В.І. Лавінський. – Х.: НТУ «ХПІ», 2004. – 96 с.
Зміст
Вступ……………………………………………………………………… 3
1 Складне деформування стержнів…………………………………...4
1.1 Загальні положення. 4
1.2 Методика розрахунків на міцність. 5
1.3 Просторове та косе згинання. 7
Приклад 1. 14
Приклад 2. 20
1.4 Сумісна дія просторового згинання з розтяганням (стисканням). 24
Приклад 3. 29
1.5 Позацентрове розтягання – стискання бруса. 31
Приклад 4. 36
1.6 Сумісна дія згинання та кручення для стержнів круглого або кільцевого перерізу 43
Приклад 5. 48
1.7 Загальний випадок дії сил на стержень круглого або кільцевого перерізу 54
Приклад 6. 55
1.8 Загальний випадок дії сил на брус прямокутного перерізу.. 63
Приклад 7. 67
2 Розрахунково - проектувальне завдання…………………………82
2.1 Склад розрахунково - проектувального завдання. 82
2.2 Порядок виконання завдання. 83
2.3 Розрахункові схеми та чисельні дані 85
Задача 1. Розрахунок валу редуктора. 85
Таблиця Д.1 Вхідні дані до задачі 1. 89
Задача 2. Складне деформування просторового бруса. 90
Таблиця Д2. Вхідні дані до задачі 2. 96
2.4 Приклади розв’язання задач.. 97
Задача 1. Зразок розрахунку валу редуктора. 97
Задача 2. Зразок розрахунку просторового брусу. 105
Література………………………………………………………………..105
Контрольні питання…………………………………………………….105
Зміст………………………………………………………………………105
Навчальне видання
КИРКАЧ Борис Миколайович
КОНОХОВ Володимир Іванович
ХАВІН Валерій Львович
ШЕРГІН Сергій Юрійович
Розрахунки на міцність стержнів
при складному деформуванні
Навчально - методичний посібник з розділу курсу “Опір матеріалів”
для студентів машинобудівних спеціальностей.
Роботу до друку рекомендував С.К. Шелковий
Відповідальний за випуск В.М. Конкін
В авторській редакції
План 2010 р., поз.61/____
Підп. до друку ______2010. Формат 60х84 1/16. Папір Morpa.
Друк – ризографія. Гарнітура Таймс. Ум.друк. арк. 4,8
Обл.-вид. арк. 5,6 Наклад 500. Зам. №______ Ціна договірна.
Видавничий центр НТУ “ХПІ”. 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21 Свідоцтво про державну реєстрацію ДК №3657 від 24.12.2009р. |
Друкарня НТУ “ХПІ” 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21 |
|