Образец оформления титульного листа приведенный ниже

И.А. Вяткин

 

 

Сопротивление материалов

 

Методические указания

К выполнению расчетно – графической работы № 5

для студентов очной формы обучения

специальности 190302 Вагоны, 190303 Электрический транспорт ж/д

 

Курган [i] 2013

 

УДК 529.3/.6(07)

Вяткин И.А. Методические указания к выполнению расчетно–графической работы № 5 по дисциплине «Сопротивление материалов» для студентов очного и заочного отделений. /КИЖТ УрГУПС, Курган, 2013, 10с.

 

Представлены задания для выполнения расчетно–графической работы № 5 по дисциплине «Сопротивление материалов». Приведены пример решения и оформления работы.

Илл., 2 табл.1

 

Утверждено на заседании кафедры ОПД, протокол № 3 от 21.01.13.

 

 

Автор: И.А. Вяткин, доцент, к.т.н., КИЖТ УрГУПС

 

Рецензент: Г.Ю. Волков, доцент, к.т.н., зав кафедрой «Детали машин»

КГУ

 

© Курганский институт железнодорожного транспорта, 2013

 

 

КРУЧЕНИЕ

Задача 5

К стальному ступенчатому валу, имеющему сплошное поперечное сечение, приложены четыре момента, Рис. 1 (номер схемы выбирать попоследнему номеру зачетки). Левый конец вала жестко закреплен в опоре, а правый конец – свободен и его торец имеет угловые перемещения относительно левого конца. Требуется:

1) построить эпюру крутящих моментов по длине вала;

2) при заданном значении допускаемого напряжения на кручение определить диаметры D₁ и d₂ из расчета на прочность, полученные значения округлить;

3) Построить эпюру действительных напряжений кручения по длине вала;

4) построить эпюру углов закручивания, приняв G ≈ 0,4Е.

Данные взять из табл. 1.

Таблица 1

Предпосл цифра зачетки	Расстояния, м	Моменты, кН∙м		[τ] МПа
a	b	c	Т1	Т2	Т3	Т4
	1,0	1,0	1,0	5,1	2,1	1,1	0,1	0,5
	1,1	1,1	1,1	5,2	2,2	1,2	0,2	0,6
	1,2	1,2	1,2	5,3	2,3	1,3	0,3	0,7
	1,3	1,3	1,3	5,4	2,4	1,4	0,4	0,8
	1,4	1,4	1,4	5,5	2,5	1,5	0,5	0,5
	1,5	1,5	1,5	5,6	2,6	1,6	0,6	0,6
	1,6	1,6	1,6	5,7	2,7	1,7	0,7	0,7
	1,7	1,7	1,7	5,8	2,8	1,8	0,8	0,8
	1,8	1,8	1,8	5,9	2,9	1,9	0,9	0,5
	1,9	1,9	1,9	6,0	3,0	2,0	1,0	0,6

 

Пример 1

Для консольного стального вала круглого и кольцевого сечений (Рис 2), нагруженного крутящими моментами, построить эпюру крутящих моментов и эпюру углов поворота поперечных сечений, определить максимальные касательные напряжения по участкам. Данные приведены на расчетной схеме.

Решение.

1. Построение эпюры крутящих моментов.

Используем метод сечений. Брус разбиваем на участки (Рис. 2) Напомним, что границами участков являются сечения , в которых приложены внешние крутящие моменты и места изменения размеров поперечного сечения . На каждом участке (у нас 5 участков)проводим сечение , отбрасываем мысленно левую или правую часть , заменяем отброшенную часть

реактивным крутящим моментом и рассматриваем равновесие правой (левой) части. Крутящий

Рис 11

момент в любом сечении вала численно равен алгебраической сумме внешних моментов, действующих по одну сторону от выбранного сечения. При этом принимаем следующее правило знаков: крутящий момент считается положительным, когда он направлен по часовой стрелке, если смотреть на оставленную часть вала со стороны сечения .

Участок 1: T_x1= - m_a= -T₁= -1,2 кН∙м;

Участок 2: T_x2= - m_a+m_b= - 1,2 + 3,0 = 1,8 кН∙м;

Участок 3: T_x3= - m_a+m_b+m_c= - 1,2 + 3,0 +1,6=3,4 кН∙м;

Участок 4: T_x4= - m_a+m_b+m_c= - 1,2 + 3,0 +1,6=3,4 кН∙м;

Участок 5: T_x5= - m_a+m_b+m_c – m_e= - 1,2 + 3,0 +1,6 – 5,4= - 2,0 кН∙м;

По полученным данным строим эпюру крутящих моментов, откладывая от нулевой линии в произвольном масштабе значения крутящих моментов (Рис. 2).

1. Анализируя эпюру моментов, определяем из условия прочности на кручение диаметры D₁ и d₂.

 

 

 

На диаметре D₁ максимальный момент равен 3,4 кНм (на участке ed), сечение кольцевое.

На диаметре d₂ максимальный (по модулю) момент (на участке cb) равен 1,8 кНм, следовательно

3. Фактические касательные напряжения по участкам:

Участок 1: <50МПа

Участок 2: <50МПа

Участок 3: <50МПа

Участок 4: <50МПа

Участок 5: <50МПа

По полученным данным строим эпюру.

2. Определяем углы закручивания.

Вал закручивается в сторону внешнего момента. Угол поворота (закручивания) поперечного сечения вала при постоянных (в пределах каждого участка) диаметре сечения и крутящем моменте определяется по формуле:

, где G = 0,8∙10⁵ МПа

строим эпюру φ, начиная с сечения в защемлении вала в точке f, для которого φ_f = 0, Рис 2.

По полученным данным строим эпюру углов закручивания вала (Рис. 2).

Вывод:1. Наиболее загруженным является участок 2,

2. Свободный торец вала повернется против часовой стрелки на 0,032⁰.

 

Образец оформления титульного листа приведенный ниже.

 

 

КУРГАНСКИЙ ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

- филиал государственного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

«Уральский государственный университет путей сообщения»

в г. Кургане

 

Факультет высшего профессионального образования

 

 

Специальности:

190302 «Вагоны»;

190303 «Электрический транспорт ж/д»