Раздел 4. Структура проектирования и основы конструирования

Практическое занятие № 1. Расчет равнопрочных и равножестких конструкций

Цель практического занятия

Целью практического занятия является получение навыков расчета равнопрочных и равножестких конструкций на примере консольной балочной и ферменной конструкций.

План занятия

1. Изучение сведений из лекционного курса по теме прочностной надежности машин.

2. Выбор начальных исходных данных для расчета. Исходные данные могут быть увязаны с темой исследовательской работы.

3. Выполнение задания к практическому занятию.

3. Порядок выполнения задания

1. С помощью генератора индивидуальных заданий (см. табл. 4.1) выберите исходные данные для расчета ферменной конструкции, показанной на рис. 4.2, и имеющий одинаковую прочность или жесткость с балочной конструкцией, показанной на рис. 4.1. Выбор осуществляется по буквам в фамилии студента.

Из табл. 4.1 выбираются следующие исходные данные:

Р, Н – нагрузка на балочную и ферменную конструкции;

l, м – вылет консольной балки;

b, cм – сторона квадрата сечения конструкции;

a, град. – угол наклона стержней фермы.

Например, для студента Ивановбудут выбраны следующие исходные данные: Р=130 Н; l=0, 2 м; b=5 см; a=32⁰.

Содержание задания: Дана стальная балочная конструкция из стержней квадратного сечения (см. рис. 4.1) Спроектируйте две ферменные конструкции (см. рис. 4.2) с сечением такого же квадратного профиля, но имеющую в первом случае одинаковую прочность с балочной конструкцией, а вот втором случае – имеющую одинаковую жесткость. Рассчитайте массовые характеристики всех трех конструкций и сравните их. В расчетах принимайте модуль упругости стали Е = 2× 10⁵ МПа, плотность стали r = 7850 кг/м³.

Таблица 4.1

Буква в фамилии	P, Н	l, м	b, см	a, град.
А	Л	Х		0, 10	5, 0
Б	М	Ц		0, 15	5, 5
В	Н	Ч		0, 20	6, 0
Г	О	Ш		0, 25	6, 5
Д	П	Щ		0, 30	7, 0
Е	Р	ЬЪ		0, 35	7, 5
Ж	С	Ы		0, 40	8, 0
З	Т	Э		0, 45	8, 5
И	У	Ю		0, 50	9, 0
К	Ф	Я		0, 55	9, 5
	Номер буквы в фамилии

Рис. 4.1. Консольная балочная конструкция	Рис. 4.2. Ферменная конструкция

 

2. Изучите теорию по расчету равнопрочных и равножестких конструкций [9, 10].

3. Выполните расчет равнопрочной ферменной конструкции, используя нижеследующие формулы.

Напряжения для случая растяжения-сжатия , Па,

где Р - нагрузка, Н; F - сечение бруса, м².

Напряжение для случая изгиба , Па, где М - изгибающий момент в опасном сечении, Н× м; l - длина бруса, м; I - момент инерции сечения бруса, м⁴.

Момент инерции квадратного сечения , где b - сторона квадрата.

4. Выполните расчет равножесткой ферменной конструкции, используя нижеследующие формулы.

Коэффициент жесткости для случая растяжения-сжатия , где F - сечение бруса, м²; Е - модуль упругости материала, Па; l - длина бруса в направлении действия си­лы, м.

Коэффициент жесткости для случая изгиба , где где I - момент инерции сечения бруса, м⁴; а - ко­эффициент, зависящий от условий нагружения (а=3 - для случая консоли).

Момент инерции квадратного сечения , где b - сторона квадрата.

5. Результаты расчета оформите в виде отчета и защитите у преподавателя. Защита практической работы заключается в ответе студента на вопросы для контроля и дополнительные вопросы преподавателя.

Вопросы для контроля

1. Что такое прочность конструкции?

2. Что такое жесткость конструкции?

3. Что такое коэффициент жесткости конструкции?

4. Что такое равнопрочность двух конструкций?

5. Что такое равножесткость двух конструкций?

6. Назовите преимущества ферменных конструкций по сравнению с балочными и консольными?

7. Расскажите схему расчета равнопрочных конструкций?

8. Расскажите схему расчета равножестких конструкций?

 

 

 

Список литературы

 

1. Волкова, Е.Б. Учебно-методическое пособие по дисциплине «Защита интеллектуальной собственности» / Е.Б. Волкова; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. – Уфа: УГАТУ, 2006.

2. Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: 3 тома / В.И. Анурьев; под ред. И. Н. Жестковой. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001.

3. Анухин, В.И. Допуски и посадки: Учебное пособие / В.И. Анухин: 3-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Питер, 2005. – 207 с.

4. Теориямеханизмов и механика машин: Учеб. для вузов / К.В. Фролов [и др.]; Под ред. К.В. Фролова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2001.

5. Руководствопользователя APM Slider WinMachine 8.3.

6. Дударева, Н.Ю. SolidWorks 2007 на примерах: учеб. пособие / Н.Ю. Дударева, С.А. Загайко. – СПб: БХВ-Петербург, 2007. - 528 с.

7. Алямовский, А.А. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А.А. Алямовский [и др.] – СПб: БХВ-Петербург, 2005.

8. Руководствопользователя APM Trans WinMachine 8.3.

9. Иванов, М.Н. Детали машин: Учеб. для студ. втузов / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов; Ред. В.А. Козлов. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2002.

10. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для машиностроит. спец. вузов. / П.Ф. Дунаев. – 8-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2004.

 

Составители: ЕНИКЕЕВ Рустэм Далилович

ЗАГАЙКО Сергей Андреевич

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЗЛОВ ЭНЕРГОУСТАНОВОК

 

Практикум

по дисциплине «Основы конструирования и детали машин»

 

 

Подписано в печать __.__.2007. Формат 60х84 1/16.

Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman Cyr.

Усл. печ. л. 3, 4. Усл. кр.-отт. 3, 4. Уч.-изд. л. 3, 3.

Тираж 100 экз. Заказ № ___.

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет

Центр оперативной полиграфии УГАТУ

450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12

⇐ Предыдущая12345678

Поделиться: