2020 для студ.асб. Методические рекомендации для обучающихся по выполнению лабораторных работ б. 17 Сопротивление материалов

• Название: Методические рекомендации для обучающихся по выполнению лабораторных работ б. 17 Сопротивление материалов
• Дата: 22.02.2023
• Размер: 0.87 Mb.
• Имя файла: 2020 для студ.асб.docx
• Тип: Методические рекомендации; #950721
• страница: 1 из 4

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»
Кафедра «Механика и прочность материалов и конструкций»

И.Б.Поварова


Методические рекомендации для обучающихся по выполнению

лабораторных работ

Б1.Б.17 «Сопротивление материалов»

по специализации 23.05.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
по профилю «Автомобильный сервис»

Форма обучения – очная, заочная

Санкт-Петербург

2020г.

1. Лабораторные работы для очной формы обучения (IV семестр)

Лабораторный практикум

Лабораторный практикум по сопротивлению материалов, используемый при изучении дисциплины, имеет две цели:

1. ознакомление с методами определения механических свойств конструкционных материалов под действием тех или иных статических и динамических нагрузок и при разных параметрах окружающей среды;

2. экспериментальная проверка гипотез, лежащих в основе теоретических выводов курса сопротивления материалов: при исследовании деформаций и напряженного состояния стержней, валов, балок, пластинок и других элементов конструкций. С целью проверки совпадения экспериментальных данных с теоретическими результатами, которые получены при решении практических задач, студенты получают навыки решения типовых задач, рассматриваемых при изучении дисциплины.

Особенностью проведения лабораторных работ, является то, что бόльшая их часть, выполняется в процессе групповых занятий под руководством преподавателя.

Лабораторные работы для очной формы обучения (IV семестр)

Лабораторный практикум

Лабораторный практикум по сопротивлению материалов, используемый при изучении дисциплины, имеет две цели:

1. ознакомление с методами определения механических свойств конструкционных материалов под действием тех или иных статических и динамических нагрузок и при разных параметрах окружающей среды;

2. экспериментальная проверка гипотез, лежащих в основе теоретических выводов курса сопротивления материалов: при исследовании деформаций и напряженного состояния стержней, валов, балок, пластинок и других элементов конструкций. С целью проверки совпадения экспериментальных данных с теоретическими результатами, которые получены при решении практических задач, студенты получают навыки решения типовых задач, рассматриваемых при изучении дисциплины.

Особенностью проведения лабораторных работ, является то, что бόльшая их часть, выполняется в процессе групповых занятий под руководством преподавателя.
Перечень и содержание лабораторных работ (лабораторный практикум)

(для очной формы обучения)
Лабораторная работа № 1 (1.1) Исследование прочностных и пластических свойств стали при разрыве

Лабораторная работа № 2 (1.2) Испытание металлов на твердость

Лабораторная работа № 3 (1.3) Испытание на сжатие образцов из различных материалов до их разрушения

Лабораторная работа № 4 (2.1) Определение модуля продольной упругости и коэффициента Пуассона

Лабораторная работа № 5 (2.2) Определение модуля сдвига

Лабораторная работа № 7(2.4) Опытная проверка напряженного состояния при плоском изгибе

Лабораторная работа № 9(2.6) Определение перемещений в балке при изгибе

Лабораторная работа № 15(2.14) Определение величины опорной реакции в статически неопределимой балке

Лабораторная работа № 16(2.16) Определение критической силы для сжатого стержня
Цель опытов, техника эксперимента, обработка результатов, выводы и контрольные вопросы по каждой лабораторной работе приведены в [1]:

[1] Сопротивление материалов. Лабораторные работы, выполняемые на учебных стендах СМ-1, СМ-2, МИ-40У : учеб. пособие / С.В. Елизаров, Ю.П. Каптелин, А.В. Бенин. – СПб. : ПГУПС, 2008. 127 с.
Перечень и содержание типовых задач (для очной формы обучения)

Типовая задача 1. Расчет статически определимого стержня со ступенчатым изменением площади по участкам.

Прямоосный ступенчатый стержень нагружен осевыми силами F_i, равномерно распределенными нагрузками q_i и собственным весом.

Требуется:

1. 
   Сделать схематический чертеж стержня по заданным размерам, соблюдая масштаб.
   
2. 
   Найти функцию, определяющую изменение величины продольной силы N по длине стержня, и построить эпюру этой силы.
   
3. 
   Построить эпюру изменения напряжения по длине стержня.
   
4. 
   Найти перемещение заданного сечения и определить полное изменение длины стержня.
   

Типовая задача 2. Кручение валов кругового сечения.

Для загруженного крутящими моментами вала требуется:

1. 
   Вычертить в масштабе схему вала и указать числовые значения размеров и заданных моментов.
   
2. 
   Из условия равновесия найти недостающий момент.
   
3. 
   Построить эпюру крутящего момента.
   
4. 
   Подобрать диаметр сплошного вала кругового сечения по условиям прочности и жесткости.
   
5. 
   Подобрать диаметр полого вала по условиям прочности и жесткости при заданном отношении внутреннего диаметра к внешнему.
   
6. 
   Вычислить в процентах величину экономии материала для полого вала.
   
7. 
   Построить эпюру углов закручивания, приняв в качестве неподвижного левое крайнее сечение.
   

Типовая задача 3. Подбор поперечного сечения балки при плоском изгибе.

Статически определимая балка нагружена равномерно распределенной нагрузкой, сосредоточенными силами и моментами.

Требуется:

1. 
   Вычертить в масштабе схему балки и указать числовые значения размеров и нагрузок.
   
2. 
   Построить эпюры изгибающего момента и поперечной силы.
   
3. 
   Подобрать поперечное сечение балки заданной формы.
   

Типовая задача 4. Определение перемещений при плоском поперечном изгибе балки заданного сечения методом Мора.

Статически определимая балка заданного сечения нагружена равномерно распределенной нагрузкой, сосредоточенными силами и моментами.

Требуется:

1. 
   Построить эпюры изгибающего момента и поперечной силы от заданной нагрузки.
   
2. 
   Определить прогиб и угол поворота заданного сечения методом Мора.
   

Типовая задача 5. Определение грузоподъемности внецентренно сжатых или растянутых стержней большой изгибной жесткости.

На стержень заданного поперечного сечения действует внецентренно приложенная сила.
Требуется:

1. 
   Вычертить в масштабе сечение стержня, показав положение главных центральных осей инерции.
   
2. 
   Определить положение нейтральной линии и показать ее на схеме сечения.
   
3. 
   Определить положение опасных точек сечения.
   
4. 
   Определить величину допускаемой нагрузки.
   
5. 
   Построить эпюру нормального напряжения.
   

Типовая задача 6. Определение несущей способности центрально-сжатого стержня.

Требуется

1. 
   Для заданной схемы сжатого стержня и поперечного сечения требуется:
   
2. 
   Определить величину критической силы
   
3. 
   Определить величину допускаемой нагрузки.
   
4. 
   Найти коэффициент запаса устойчивости.
   

Для заочной формы обучения (3 курс)
Лабораторные работы по сопротивлению материалов делятся на две группы:

1. ознакомление с методами определения механических свойств конструкционных материалов под действием нагрузок различного характера;

2. экспериментальная проверка гипотез, лежащих в основе теоретических выводов курса сопротивления материалов: при исследовании деформаций и напряженного состояния стержней, валов, балок, пластинок и других элементов конструкций.

Особенностью проведения лабораторных работ, является то, что бόльшая их часть, выполняется в процессе групповых занятий под руководством преподавателя.

Перечень и содержание лабораторных работ (лабораторный практикум)

(для заочной формы обучения)
Лабораторная работа № 1 (1.1) Исследование прочностных и пластических свойств стали при разрыве

Лабораторная работа № 7(2.4) Опытная проверка напряженного состояния при плоском изгибе

Лабораторная работа № 9(2.6) Определение перемещений в балке при изгибе

Цель опытов, техника эксперимента, обработка результатов, выводы и контрольные вопросы по каждой лабораторной работе приведены в [1]:

[1] Сопротивление материалов. Лабораторные работы, выполняемые на учебных стендах СМ-1, СМ-2, МИ-40У : учеб. пособие / С.В. Елизаров, Ю.П. Каптелин, А.В. Бенин. – СПб. : ПГУПС, 2008. 127 с.


Перечень и содержание контрольных работ

(для заочной формы обучения)
Контрольная работа 1 включает в себя типовые задачи 1, 2 и 3:
Типовая задача 1. Расчет статически определимого стержня со ступенчатым изменением площади по участкам.

Прямоосный ступенчатый стержень нагружен осевыми силами F_i, равномерно распределенными нагрузками q_i и собственным весом.

Требуется:

1. 
   Сделать схематический чертеж стержня по заданным размерам, соблюдая масштаб.
   
2. 
   Найти функцию, определяющую изменение величины продольной силы N по длине стержня, и построить эпюру этой силы.
   
3. 
   Построить эпюру изменения напряжения по длине стержня.
   
4. 
   Найти перемещение заданного сечения и определить полное изменение длины стержня.
   

Типовая задача 2. Кручение валов кругового сечения.

Для загруженного крутящими моментами вала требуется:

1. 
   Вычертить в масштабе схему вала и указать числовые значения размеров и заданных моментов.
   
2. 
   Из условия равновесия найти недостающий момент.
   
3. 
   Построить эпюру крутящего момента.
   
4. 
   Подобрать диаметр сплошного вала кругового сечения по условиям прочности и жесткости.
   
5. 
   Подобрать диаметр полого вала по условиям прочности и жесткости при заданном отношении внутреннего диаметра к внешнему.
   
6. 
   Вычислить в процентах величину экономии материала для полого вала.
   
7. 
   Построить эпюру углов закручивания, приняв в качестве неподвижного левое крайнее сечение.
   

Типовая задача 3. Подбор поперечного сечения балки при плоском изгибе.

Статически определимая балка нагружена равномерно распределенной нагрузкой,

сосредоточенными силами и моментами.

Требуется:

1. 
   Вычертить в масштабе схему балки и указать числовые значения размеров и нагрузок.
   
2. 
   Построить эпюры изгибающего момента и поперечной силы.
   
3. 
   Подобрать поперечное сечение балки заданной формы.
   

Контрольная работа 2 включает в себя типовые задачи 4 и 5:
Типовая задача 4. Определение грузоподъемности внецентренно сжатых или растянутых стержней большой изгибной жесткости.

На стержень заданного поперечного сечения действует внецентренно приложенная сила.

Требуется:

1. 
   Вычертить в масштабе сечение стержня, показав положение главных центральных осей инерции.
   
2. 
   Определить положение нейтральной линии и показать ее на схеме сечения.
   
3. 
   Определить положение опасных точек сечения.
   
4. 
   Определить величину допускаемой нагрузки.
   
5. 
   Построить эпюру нормального напряжения.
   

Типовая задача 5. Определение несущей способности центрально-сжатого стержня.

Требуется

1. 
   Для заданной схемы сжатого стержня и поперечного сечения требуется:
   
2. 
   Определить величину критической силы
   
3. 
   Определить величину допускаемой нагрузки.
   
4. 
   Найти коэффициент запаса устойчивости.
   

Методы обучения – репродуктивный.

Средства обучения – визуальные.

Интерактивные формы обучения – дебаты.
Для подготовки к лабораторной работе преподавателю рекомендуется следующая основная и дополнительная литература, нормативно-правовая документация и другие издания:

Сопротивление материалов [Текст] : учеб.-исследоват. лаб. работы / С. В. Елизаров, Ю. П. Каптелин, А. В. Бенин ; ред. : С. В. Елизаров. - СПб. : ПГУПС, 2009. - 202 с. : ил.;

Сопротивление материалов : лаб. работы, выполняемые на учеб. стендах СМ-1, СМ-2, МИ-40У/ С.В. Елизаров, Ю.П. Каптелин, А.В. Бенин. СПб. : ПГУПС, 2008. - 126 с.