КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Сопротивление материалов». КР Сопромат — копия. Центральное растяжение и сжатие
 Скачать 187 Kb.
|
|
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Сопротивление материалов» (для студентов заочной формы обучения направления подготовки 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов») Тема: Центральное растяжение и сжатие. Определение внутренних усилий. ВАРИАНТ 1 Студента курсагруппы Инженерного факультета фамилия, имя, отчество _______________________ отметка о зачете 2019г. Содержание: Введение. 1. Основные понятия, деформация. 2. Центральное растяжение и сжатие. Определения внутренних усилий. 2.1. Определение внутренних усилий. Метод сечений. 2.2. Эпюры внутренних сил. 3. Примеры расчетов. 3.1. Пример 1. 3.2. Пример 2. Заключение. Список использованной литературы. Введение. В процессе эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов их элементы (стержни, балки, болты, заклепки и т.д.) в той или иной степени участвуют в работе конструкции и подвергаются действию различных сил. Поэтому, для обеспечения нормальной работы конструкции инженеру необходимо так подобрать материал и размеры элементов конструкции, чтобы они прочными, жесткими и устойчивыми. Сопротивление материалов как раз и является той наукой, которая занимается инженерными расчетами на прочность, жесткость, устойчивость и надежность элементов конструкций и сооружений в целом. Все перечисленные выше механические характеристики определяются при испытании на растяжение, которое является наиболее распространённым методом исследования и контроля механических свойств материалов. Одной из основных задач данной работы является освоение основных понятий и принципов расчета отдельных наиболее распространенных элементов конструкций, теоретических и практических основ прочностного расчета элементов транспортно-технологических машин и комплексов при растяжении и сжатии. Основные понятия, деформация. Все реальные элементы конструкций и машин при действии на них внешних сил изменяют свою форму и размеры – деформируются и при некоторой величине сил могут разрушиться. Способность деформироваться– одно из основных свойств всех твердых тел. Она является следствием их молекулярного строения. Приложение внешних сил нарушает нормальные расстояния между молекулами, и тело деформируется. При этом внутри тела возникают силы, которые противодействуют деформации и стремятся вернуть частицы тела в прежнее положение. Эти внутренние силы называют силами упругости, а свойство тел устранять деформацию после прекращения действия внешних сил называется упругостью. Если тело не восстанавливает первоначальной формы и размеров, деформации называют остаточными, или пластичными. Наличие остаточных деформаций в деталях машин в подавляющем большинстве недопустимо. Внутренние силы могут увеличиваться лишь до определенного предела, характеризуемого прочностью материала. Если внутренние силы не в состоянии уравновесить внешние нагрузки, тело разрушается. Деформации отдельных элементов могут быть сложными, но любую деформацию всегда можно представить, как сочетание нескольких простейших деформаций. Зная деформации тела во всех его точках и условия закрепления, можно определить перемещения всех точек тела, т.е. указать их положение (новые координаты) после деформации. В данной контрольной работе рассмотрим один из простейших видов деформации – центральное растяжение и сжатие. А также возможность и методы определения внутренних усилий, возникающих при растяжении (сжатии). Центральное растяжение и сжатие. Определения внутренних усилий. Центральным растяжением (сжатием)называется такой вид деформации, при котором в поперечном сечении бруса возникает только продольная сила Nz. Растяжение (сжатие) часто встречается в элементах конструкций и машин. Например, болты и шпильки при затяжке растягиваются. Растяжение и сжатие испытывают шатуны кривошипных механизмов. В таких условиях работает буксировочный канат или трос подъемного механизма, колонна здания. Для центрального растяжения (сжатия) внешние силы, приложенные к концевым или промежуточным сечениям стержня, должны быть направлены по его оси или приводиться к равнодействующей, направленной по этой оси (рис.1).  Рис. 1. 2.1. Определение внутренних усилий. Метод сечений. Для определения внутренних усилий (или внутренних силовых факторов) применяется метод сечений,заключающийся в следующем. Cтержень мысленно рассекается плоскостью, перпендикулярной оси стержня, на две части. Взаимодействие частей между собой заменяется продольной силой Nz и из условия равновесия (∑z=0) отсеченной части определяется значение этой силы (рис. 2).  Рис. 2. Условимся силу Nz считать положительной, если она вызывает растяжение (направлена от сечения) и отрицательной, если вызывает сжатие (направлена к сечению). В тех случаях, когда направление силы Nz неизвестно, целесообразно принять ее положительной. Если из условия равновесия сила Nz получиться со знаком (+), то стержень в данном сечении растянут, если со знаком (–), то – сжат. 2.2. Эпюры внутренних сил. В сложных случаях нагружения стержня целесообразно строить эпюру внутренних сил. Эпюрой продольной силы Nz называется график, каждая ордината которого равна значению продольной силы в данном сечении. Этот график показывает изменение продольных сил по длине оси бруса. Для этого проводим базисную линию, параллельную оси стержня (рис. 3), и перпендикулярно к ней отложим отрезки, изображающие в некотором масштабе величины продольных сил Nz в поперечных сечениях бруса. Очевидно, что на всем участке длиной l1 (между точками приложения сил F1 и F2) продольная сила постоянна и равна F1; аналогично и на других участках (между сечениями, в которых приложены внешние силы), продольные силы имеют постоянное значение.  |