Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта

Курсовые и лабораторные по по сопромату

Напряженное состояние, возникающее в области контакта двух тел. Какие факторы влияют на величину контактных напряжений. Отличие действия контактных напряжений от действия обычных сжимающих напряжений. Можно ли принять значение ?в при сжатии материала в качестве разрушающих напряжений смятия. Определение напряжений, возникающих при контакте двух цилиндров. Приведенный модуль упругости и приведенный радиус кривизны. Процесс разрушения металла под действием контактных напряжений. Наиболее опасные условия воздействия контактных напряжений.

В момент разрушения сопротивление деформированного образца вследствие упрочнения материала возрастает, и условная величина предела прочности   материала может быть определена по формуле: 

  (2.19)

где   - пластический момент сопротивления поперечного сечения при кручении.

Разрушение стального образца происходит по плоскости, перпендикулярной к оси образца, вследствие сдвига (среза) от максимальных касательных напряжений.

При испытании чугунного образца с увеличением крутящего момента обнаруживается по диаграмме, что он не совсем строго следует закону Гука, т. е. диаграмма   вплоть до разрушения несколько криволинейна (рис. 2.8, б). Разрушение образца происходит при незначительных упругих угловых деформациях вследствие отрыва по наклонным винтовым сечениям, расположенным под углом  к его образующим (рис. 2.10, б), под действием главных растягивающих напряжений . Зернистый характер излома является следствием разрушения материала от отрыва. При этом получают условный предел прочности

 . (2.20)


 а) б)

Рис. 2.10. Разрушение образцов при кручении

а) малоуглеродистая сталь; б) чугун

При практических расчетах считают, что на участке диаграммы кручения от нуля до рабочего крутящего момента  (рис. 2.8, б) материал следует закону Гука и опытное значение модуля упругости  определяют по формуле (2.15), а его теоретическое значение - по формуле (2.16).

О п и с а н и е и с п ы т а т е л ь н о й м а ш и н ы и о б р а- з ц о в. Работа выполняется на машине КМ-50 (рис. 2.11)*. Машина

* - Схема испытательной машины взята из работы [4]

имеет станину, на которой смонтированы механизмы нагружения и силоизмерения. КМ-50 относится к испытательным машинам с механическим нагружением образца и рычажно-мятниковым силоизмерителем.

 


Рис.2.11. Кинематическая схема испытательной машины КМ-50

М е х а н и з м н а г р у ж е н и я. Для нагружения образца, установленного в нижнем 14 и в верхнем 10 захватах, крутящий момент

 от электродвигателя 1 через клиноременную передачу приводит во вращение червячную пару, которая через зубчатые зацепления 21, 22 и 23 вращает ходовой винт 24 с нижним захватом 14.

Для ручного нагружения образца машина снабжена также ручным приводом, состоящим из рукоятки 18 и цепной передачи 15, нижнее зубчатое колесо которого вращает через зубчатую передачу 23 ходовой винт 24. Нагружение  можно производить при двух скоростях: 1 об/мин и 0,3 об/мин (перемещая стержень 25 со скользящей шпонкой 26 до зацепления ее с зубчатыми колесами 21 или 22). При ручном приводе шпонка 26 вообще выводится стержнем 25 из зацепления с зубчатыми передачами 21 и 22 При закреплении в захватах машины образцов различной длины нижний захват 14 перемещают по высоте, вращая маховик 16. Угол закручивания в пределах 3600 отсчитывают по шкале 17 со стрелочным указателем 20. Для отсчета целого числа оборотов машина снабжена счетчиком 19 с пределом измерения 10 оборотов. Показания угла закручивания по шкале 17 соответствуют относительному углу закручивания нижнего 14 и верхнего 10 захватов машины, что обеспечивается корректором 12.

  М е х а н и з м с и л о и з м е р е н и я. При кручении образца верхний захват 10 наматывает на свой вал 9 тонкую гибкую тягу 7, которая отклоняет маятник 13 до тех пор, пока не будет уравновешен крутящий момент, возникающий в образце.

При отклонении маятника 13 рычаг 6 перемещает зубчатую рейку 5, приводящую во вращение зубчатое колесо, насаженное на ось стрелки круговой шкалы 4 моментов. Одновременно перо, закрепленное на рейке 5, записывает на диаграммном аппарате 3 зависимость . Масштаб записи угла закручивания  можно менять в пределах: 1 мм = 0,5° или 1 мм = 0,1°. Барабан 3 приводится во вращение от ходового винта 24 гибкой связью 2.

Для предотвращения резкого падения маятника 5 вниз после разрушения образца к рычагу 6 присоединен шток маслянного аммортизатора 8. Для регулирования скорости опускания маятника аммортизатор снабжен вентилем 11.

 Образцы для испытания на кручение (рис. 2.12). Длина рабочей цилиндрической части стандартного образца обычно составляет . Для закрепления в захватах машины образцы имеют голов-

Рис. 2.12. Образец для испытания на кручение

ки с лысками (гранями). С целью уменьшения концентрации напряжений переход от цилиндрической части образца к головкам выполнен по радиусу. 

Рис. 2.13. Угломер Бояршинова

Для точного измерения малых углов закручивания в работе используется угломер Бояршинова (рис. 2.13), который состоит из двух разрезанных для удобства установки колец 1 и 2, закрепленных винтами 3 на образце на расстоянии   ( - база измерений), Г-образной планки 4, жестко соединенной с кольцом 1 и индикатора 6 типа ИЧ-10 (устройство – см. работу 3.5), установленного в кронштейне 5 кольца 2 и опирающегося своим штоком в планку 4 на расстоянии от продольной оси образца. Перемещение стрелки индикатора 6 пропорционально углу закручивания   образца. Для вычисления цены деле-

ния   индикатора в радианах следует его цену деления в мм разделить на расстояние  в мм. В данной работе при цене деления  индикатора =0,01 мм, =100 мм получают 

  (2.21)

Построение эпюр нормальных сил и напряжений

для брусьев в статически определимых задачах

 Задача 1.1.1. Построить эпюры нормальных сил и нормальных напряжений для бруса, изображенного на рис. 1.1.1. Собственный вес бруса в расчете не учитывать.

 Решение. Для определения внутренних усилий разбиваем прямолинейный брус на участки. Границами участков являются точки продольной оси, соответствующие изменению площади поперечного сечения и точкам приложения сосредоточенных сил. Из рассмотрения рис. 1.1.1, а определяем, что брус необходимо разбить на четыре участка.

 Проводим сечение I – I. Отбросим верхнюю часть бруса, ее действие заменим нормальной силой N1 (рис. 1.1.1, б). Запишем уравнение равновесия, проектируя силы на ось бруса:

 откуда N1 = F.

 Очевидно, что на всем первом участке () нормальная сила N1 постоянна по величине. Откладываем в масштабе значение нормальной силы N1 = F в пределах участка I – I (рис. 1.1.1, е).

 Проводим сечение II – II и, отбрасывая верхнюю часть бруса, заменяем ее действие нормальной силой N2 (рис. 1.1.1, в). Проектируем все силы на ось бруса:

 

 
 откуда N2 = –F.

 


Рис. 1.1.1

 Аналогично находим нормальные силы в сечении III – III (рис. 1.1.1, г):

 откуда N3 = –F

и в сечении IV – IV (рис. 1.1.1, д):

 откуда N4 = 0.

 Откладывая в масштабе значения нормальных сил N2, N3, N4 в пределах соответствующих участков, получаем эпюру нормальных сил (рис.1.1.1,е). Полученную таким путем эпюру принято штриховать прямыми линиями, перпендикулярными к оси бруса. Каждая такая линия в принятом масштабе дает величину нормальной силы в соответствующем поперечном сечении бруса. Знак «плюс» показывает, что в пределах данного участка – растяжение, а знак «минус» – сжатие.

 Для построения эпюры нормальных напряжений  воспользуемся формулой (1.2) для каждого участка:

 Эпюра нормальных напряжений (рис. 1.1.1, ж) показывает, что наибольшего значения нормальные напряжения достигают в пределах третьего участка (участок III).

Явление концентрации напряжений и условия его возникновения, примеры. Сложное напряженное состояние в зоне концентрации. Вид эпюры главных напряжений в ослабленном сечении. Коэффициент концентрации напряжений. Какие факторы влияют на его величину. Эпюра напряжений для растянутого образца с трещиной. Тенденция к дальнейшему распространению трещины. Эпюра нормальных напряжений при изгибе вала с галтелью. Влияние радиуса галтели на величину коэффициента концентрации. Почему концентрация напряжений более опасна для деталей из хрупких материалов.

Инженерная графика

 

Начертательная геометрия
Теория цепей
Сопромат
Лабораторные работы
Электротехника
Математика