АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Структура, правила оформления и порядок защиты курсовой работы

Читайте также:
  1. B3.4. Правила оформления графиков
  2. I Психологические принципы, задачи и функции социальной работы
  3. I. Задания для самостоятельной работы
  4. I. Задания для самостоятельной работы
  5. I. Задания для самостоятельной работы
  6. I. КУРСОВЫЕ РАБОТЫ
  7. I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
  8. I. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
  9. I. Отчисления в Государственный Фонд социальной защиты населения Минтруда и социальной защиты РБ (Фонд соц. защиты).
  10. I. Порядок медицинского отбора и направления на санаторно-курортное лечение взрослых (кроме больных туберкулезом)
  11. I. Порядок медицинского отбора и направления на санаторно-курортное лечение взрослых больных (кроме больных туберкулезом)
  12. I. Правила поведения в условиях вынужденного автономного существования.

ЧАСТЬ 2. КУРСОВАЯ РАБОТА.

РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ, ЖЕСТКОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ

 

Структура, правила оформления и порядок защиты курсовой работы

Курсовая работа (КР) должна содержать титульный лист, задание на КР, текстовую часть с иллюстративным графическим материалом, размещенным по разделам работы, список литературы и содержание.

Титульный лист является первой страницей КР. На титульном листе указывается агентство, в ведении которого находится вуз, наименование вуза, факультета и кафедры. Приводится название дисциплины, по которой выполняется КР и её тема, фамилия и инициалы разработчика (студента), номер его группы; должность, фамилия и инициалы руководителя, членов комиссии и нормоконтролера. Указывается дата защиты КР и год её выполнения, а также оценка. Допускается оформление титульного листа с использованием компьютера и принтера.

Задание на КР должно оформляться на отдельном листе формата А4 и включать в себя номер варианта, исходные данные (расчетные схемы, числовые значения размеров элементов конструкций и нагрузок, сроки выдачи и сдачи КР.

 
 
Текстовая часть КР оформляется также на листах формата А4. Текст КР должен быть написан от руки четким разборчивым почерком, грамотно, в точных и ясных формулировках, без помарок и исправлений чернилами (пастой) одного цвета. Текстовая часть КР должна полностью отражать все проводимые при проектировании расчеты и построения. В случае необходимости в тексте КР приводят таблицы, схемы, графики и т.п. Схемы, графики и диаграммы выполняют на отдельных листах формата А4 или миллиметровой бумаге с учетом требований государственных стандартов.

Каждая страница должна иметь неочерченные поля: слева -30 мм, справа-10мм, сверху и снизу- по 20мм. Страницы текста и рисунки должны иметь сквозную нумерацию. Нумерация страниц производится арабскими цифрами, которые проставляют в центре нижней части листа без точки и черточек, отступив одну строку от текста. Титульный лист является первым листом КР (не нумеруется), вторым - задание на КР. Основной текст начинается со страницы “3”. Список литературы и содержание включают в сквозную нумерацию.

Все формулы вписывают в текст разборчиво, вначале обязательно в буквенном (символическом) виде. Формулы выделяют из текста в отдельную строку. Выше и ниже каждой формулы должна быть оставлена одна строка. Значения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, должны быть пояснены. Расшифровка должна производиться непосредственно под формулой в той последовательности, в которой символы даны в формуле. Значения каждого числового коэффициента и символа следует давать с новой строки. Первая строка расшифровки начинается со слова “где”, двоеточие после него не ставится, а после формулы ставится запятая.

При выполнении расчетов следует привести формулу, подставить числовые значения величин в порядке их следования в формуле и записать конечный результат вычислений с указанием размерности. Промежуточные расчеты не приводятся. Размерность одного и того же параметра по всей текстовой части должна быть постоянной. Все величины в формулах должны выражаться в единицах СИ.

Сложные расчеты желательно выполнять на компьютере (ПЭВМ). При выполнении расчетов на ПЭВМ необходимо указать тип ПЭВМ, на которой производился расчет.

Как правило, вычисления достаточно выполнять с двумя- тремя значащими цифрами в результате. Выписывание большего количества цифр после запятой является ошибкой.

Все иллюстрации (схемы, графики, эпюры, чертежи и т. д.) именуются рисунками, нумеруются арабскими цифрами в порядке следования. Рисунки должны размещаться сразу же после первого упоминания о них в тексте. Рисунки выполняют простым карандашом на таких же листах бумаги, что и текст РПР, или миллиметровке. Надписи на рисунках выполняют чертежным шрифтом единообразно на протяжении всей РПР. Рисунок может иметь поясняющую подпись, например: “Рисунок 2. Эпюра крутящих моментов”. Допускается выполнение рисунков на компьютере.

Список литературы приводится в конце КР. Ссылка в тексте на литературный источник указывается порядковым номером по перечню литературы, выделенным двумя квадратными скобками (например [3]). В перечень литературы, составленный в порядке упоминания в тексте, включают только те источники, на которые имеются ссылки в тексте. Не допускается ставить ссылки на использованные источники в заголовках разделов или подразделов. Описание источников осуществляется по правилам, определяемым ГОСТ 7.1 [1].

Сведения о книгах (учебниках, справочниках и т. п.) должны включать: фамилию (фамилии) и инициалы автора (авторов), полное название книг, место издания, издательство, год издания и количество страниц. Например: 2 Феодосьев В.И. Сопротивление материалов/ В.И. Феодосьев. - М.: Наука, 1986. – 510 с.

Листы КР должны быть сброшюрованы в тетрадь.

Выполненная КР после ее проверки руководителем должна быть защищена в установленный им срок. Защита КР является формой проверки выполнения работы, она должна научить студента всестороннему обоснованию выполненного решения и прояснить глубину понимания им выполненной работы.

Защита КР проводится в форме собеседования членов комиссии со студентом по вопросам работы и решения студентом типовых задач на тему КР. Студент должен дать все необходимые объяснения по существу КР и решить предложенные ему задачи.

Задаваемые вопросы должны соответствовать теме КР и относиться к выяснению сущности и особенностей, применяемых в КР методов расчета, области их приложения, анализу полученных результатов. При необходимости более глубокой проверки знаний студента ему могут быть заданы вопросы по теоретическому курсу, связанные с содержанием КР.

 
 
Защищенная КР передается руководителю работы и в течение года хранится на кафедре.
1. РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМЫХ БАЛОК

1.1. Задания

1.1.1. Задача № 1. Расчет консольной балки

Для заданной стальной консольной балки переменной жесткости (рис. 1.1) подобрать из расчета на прочность диаметры сплошного круглого сечения.

Рассчитать величину прогиба для крайнего правого сечения и проверить жесткость балки, если допускаемое значение прогиба этого сечения , где l – длина балки. В случае невыполнения условия жесткости подобрать размер поперечного сечения из этого условия.

Принять .

Значения нагрузок и размеров балки взять из табл.1.1.

 

Рис. 1.1

1.1.2. Задача № 2. Расчет двухопорной балки

 
 
 
Для заданной стальной двухопорной балки постоянной жесткости (рис. 1.2) подобрать из расчета на прочность поперечное сечение в форме двутавра.

 

Р А З М Е Р Ы k3 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 1,3
k2                       1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1
k1 0,6 0,7 0,8 0,5 0,6 0,7 0,8 0,5 0,6 0,7 0,8 0,5 0,6 0,7 0,8 0,5 0,6
а3 0,9а 0,8а 0,7а 0,6а 0,5а 0,4а 0,3а 0,2а а 0,9а 0,8а 0,7а 0,6а 0,5а 0,4а 0,3a 0,2а
а2 0,9а а 0,2а 0,3а 0,4а 0,5а 0,6а 0,7а 0,8а 0,9а а 0,2а 0,3а 0,4а 0,5а 0,6a 0,7а
а1 а 1,2а 1,3а 1,4а 1,5а а 1,2а 1,3а 1,4а 1,5а 1,3а 1,2а 1,3а 1,4а 1,5а a 1,2а
Н А Г Р У З К И m3     3qa2     3qa2     3qa2     3qa2     3qa2    
m2   2qa2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2
m1 qa2     qa2     qa2     qa2     qa2     qa2  
P3             3qa 3qa 3qa             3qa 3qa
P2       2qa 2qa 2qa             2qa 2qa 2qa    
P1 qa qa qa             qa qa qa          
q3                                  
q2                   2q 2q 2q 2q 2q 2q 2q 2q
q1 q q q q q q q q q                
№ вари-анта                                  

 

Р А З М Е Р Ы k3 1,3 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4
k2 1,1         1,1 1,1 1,1 1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,3 1,3 1,3 1,3  
k1 0,7 0,5 0,6 0,7 0,8 0,5 0,6 0,7 0,8 0,5 0,6 0,7 0,8 0,5 0,6 0,7 0,8 0,5
a3 a 0,9a 0,8a 0,7a 0,6a 0,5a 0,4a 0,3a 0,2a a 0,9a 0,8a 0,7a 0,6a 0,4a 0,3a 0,2a a
a2 0,8a 0,9a a 0,2a 0,3a 0,4a 0,5a 0,6a 0,7a 0,8a 0,9a a 0,2a 0,3a 0,4a 0,5a 0,6a 0,7a
a1 1,3a 1,4a 1,5a a 1,2a 1,3a 1,4a 1,5a a 1,2a 1,3a 1,4a 1,5a a 1,2a 1,3a 1,4a 1,5a
Н А Г Р У З К И m3 3qa2     3qa2     3qa2     3qa2     3qa2     3qa2    
m2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2
m1   qa2     qa2     qa2     qa2     qa2     qa2  
P3 3qa             3qa 3qa 3qa             -3qa -3qa
P2         2qa 2qa 2qa             -2qa -2qa -2qa    
P1   qa qa qa             -qa -qa -qa          
q3   3q 3q 3q 3q 3q 3q 3q 3q 3q                
q2 2q                                  
q1                     q q q q q q q q
№ вари-анта                                    

 

Определить методом Мора и проверить способом Верещагина угол поворота опорного сечения и прогиб у крайнего сечения на одном из консольных участков балки (номера сечений указаны в табл. 1.2).

Проверить жесткость балки в указанных сечениях, если допускаемые значения угла поворота и прогиба соответственно равны , где l – длина балки. Если жесткость балки не обеспечена, подобрать номер прокатного двутавра из расчета на жесткость.

Используя рассчитанные значения перемещений и эпюру изгибающих моментов, изобразить вид изогнутой оси балки.

Принять .

Значения нагрузок и размеров взять из табл. 1.2.

 

 

Рис. 1.2

 

       
 
 
 
   
 

 


№ № сечений                                  
                                 
Р А З М Е Р Ы a3 0,9а 0,8а 0,7а 0,6а 0,5а 0,4а 0,3а 0,2а а 0,9а 0,8а 0,7а 0,6а 0,5а 0,4а 0,3а 0,2а
a2 0,9а а 0,2а 0,3а 0,4а 0,5а 0,6а 0,7а 0,8а 0,9а а 0,2а 0,3а 0,4а 0,5а 0,6а 0,7а
a1 а 1,2а 1,3а 1,4а 1,5а а 1,2а 1,3а 1,4а 1,5а 1,3а 1,2а 1,3а 1,4а 1,5а а 1,2а
Н А Г Р У З К И m3     3qa2     3qa2     3qa2     3qa2     3qa2    
m2   2qa2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2
m1 qa2     qa2     qa2     qa2     qa2     qa2  
P3             3qa 3qa 3qa             3qa 3qa
P2       2qa 2qa 2qa             2qa 2qa 2qa    
P1 qa qa qa             qa qa qa          
q3                                  
q2                   2q 2q 2q 2q 2q 2q 2q 2q
q1 q q q q q q q q q                
№ вари- анта                                  

 

№ № сечений                                    
                                   
Р А З М Е Р Ы a3 а 0,9а 0,8а 0,7а 0,6а 0,5а 0,4а 0,3а 0,2а а 0,9а 0,8а 0,7а 0,6а 0,4а 0,3а 0,2а а
a2 0,8а 0,9а а 0,2а 0,3а 0,4а 0,5а 0,6а 0,7а 0,8а 0,9а а 0,2а 0,3а 0,4а 0,5а 0,6а 0,7а
a1 1,3а 1,4а 1,5а а 1,2а 1,3а 1,4а 1,5а а 1,2а 1,3а 1,4а 1,5а а 1,2а 1,3а 1,4а 1,5а
Н А Г Р У З К И m3 3qa2     3qa2     3qa2     3qa2     3qa2     3qa2    
m2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2     2qa2
m1   qa2     qa2     qa2     qa2     qa2     qa2  
P3 3qa             3qa 3qa 3qa             -3qa -3qa
P2         2qa 2qa 2qa             -2qa -2qa -2qa    
P1   qa qa qa             -qa -qa -qa          
q3   3q 3q 3q 3q 3q 3q 3q 3q 3q                
q2 2q                                  
q1                     q q q q q q q q
№ вари- анта                                    

 

 
 
 


1.2. Основные понятия и зависимости [1]

 

При прямом изгибе балки ее ось, искривляясь, остается в силовой плоскости. Изогнутая ось балки, представляющая собой геометрическое место центров тяжести поперечных сечений деформированной балки, называется упругой линией. Деформация балки в плоскости yz характеризуется двумя перемещениями (рис. 1.3):

 

Рис. 1.3

 

1) прогибом (y) – линейным перемещением точек оси балки по нормали к ее первоначально прямой оси;

2) углом поворота сечения (Θ) – углом, на который поворачивается поперечное сечение балки относительно его первоначального положения (поперечное сечение остается плоским и перпендикулярным изогнутой оси балки).

 

1.2.1. Определение перемещений методом Мора. Порядок расчета

 

 
Метод Мора представляет собой универсальный метод определения линейных и угловых перемещений в любых плоских и пространственных системах. Для того чтобы определить методом Мора перемещение (прогиб или угол поворота) в некотором сечении бруса, необходимо:

1) рассмотреть «грузовое» состояние (“Р”), представляющее брус под действием заданных нагрузок;

2) рассмотреть «единичное» состояние (“ i ”), представляющее тот же брус, освобожденный от заданных нагрузок и нагруженный единичным силовым фактором (единичной силой, когда определяется прогиб, или единичным моментом, когда определяется угол поворота), приложенным в сечении, перемещение которого определяется, в направлении искомого перемещения;

3) «грузовое» и «единичное» состояния разбить на одинаковые участки;

4) на каждом k - м участке записать аналитические выражения изгибающих моментов, соответствующих «грузовому» состоянию и «единичному» состоянию ;

5) определить искомое перемещение, как сумму интегралов Мора по участкам бруса

(1.1)

где m – число участков; k – номер участка; – длина участка; – изгибная жесткость участка.

Если > 0, то направление искомого перемещения совпадает с направлением единичного силового фактора, если < 0, то противоположно ему.

 

1.2.2. Определение перемещений способом Верещагина.

Порядок расчета

 

 
Если брус состоит из прямолинейных участков с постоянной в пределах каждого из них жесткостью, то интегралы Мора можно вычислять по способу Верещагина.

Определение способом Верещагина перемещения (прогиба или угла поворота) некоторого сечения бруса ведут в следующей последовательности:

1) строят независимо друг от друга эпюру изгибающих моментов для «грузового» состояния и эпюру изгибающих моментов для «единичного» состояния, соответствующего искомому перемещению;

2) обе эти эпюры разбивают на одинаковые участки, в пределах каждого из которых эпюра изгибающих моментов «единичного» состояния является регулярной функцией (непрерывной и не имеющей точек излома), а изгибная жесткость бруса постоянна;

3) эпюру изгибающих моментов «грузового» состояния разбивают на простые фигуры (прямоугольники, треугольники и т.п.), для каждой из которых определяют площадь и положение ее центра тяжести. Значения площадей и положения их центров тяжести для некоторых простейших фигур приведены в табл. 1.3;

4) под центром тяжести каждой площади ωk определяют ординату Mki на эпюре изгибающих моментов “единичного” состояния;

5) искомое перемещение определяется как алгебраическая сумма

(1.2)

где k – номер площади; m – число простейших фигур, на которые разбита эпюра изгибающих моментов “грузового” состояния. Произведение ωkMki считается положительным, если часть эпюры изгибающих моментов “грузового” состояния, имеющая площадь ωk, и соответствующая ей ордината Mki расположены по одну сторону от нулевой линии.

 
Положительное значение перемещения δi получается в случае, если его направление совпадает с направлением единичного силового фактора (единичной силы или момента).

Таблица 1.3

Эпюра Зависимость Площадь Координата центра тяжести

 

 
Заметим, что если интенсивность q распределённой нагрузки, действующей на брус, постоянна или распределённая нагрузка отсутствует, то эпюру Mxp “грузового” состояния всегда можно разбить на площади, представленные в табл. 1.3. Для доказательства рассмотрим, например, балку, изображённую на рис. 1.4, а, эпюра изгибающих моментов которой представлена на рис. 1.4, б. Тогда выражение для изгибающего момента Mxp можно записать в виде

где (площадь – прямоугольник, см. рис. 1.4, в); (площадь – прямоугольный треугольник, см. рис. 1.4, г); (площадь – симметричный параболический сегмент, см. рис. 1.4, д).

При этом высота h параболического сегмента (см. табл. 1.3.) в случае равномерно распределённой нагрузки интенсивностью q всегда равна . Таким образом, площадь ω эпюры изгибающего момента Mxp равна (площадь параболического сегмента отрицательна, если распределённая нагрузка направлена вверх, см. рис.1.4, д, и положительна, если распределённая нагрузка направлена вниз).

1.2.3. Расчет на жесткость при изгибе

Расчет на жесткость при изгибе балок выполняют исходя из условий жесткости[3]:

,

,

 
где [y] – допускаемое значение прогиба, [y]=(0,001-0,003)ℓ. (Здесь ℓ - длина балки). [θ] – допускаемое значение угла поворота сечения ([θ]=(0,001-0,003) рад).

 

Рис. 1.4

 

 
 
 


1.3. Задача. Расчет на прочность и жесткость консольной балки

Для заданной стальной консольной балки переменной жёсткости (рис. 1.5, а) подобрать из расчёта на прочность диаметры сплошного круглого сечения.

Рассчитать величину прогиба для крайнего правого сечения и проверить жёсткость балки, если допускаемое значение прогиба этого сечения где l – длина балки. В случае невыполнения условия жёсткости подобрать размер поперечного сечения из этого условия.

Числовые данные:

Решение

Брус работает на изгиб. По условию задачи требуется провести проектный расчёт на прочность и проверочный расчёт на жёсткость. Условие прочности

(1.3)

где – изгибающий момент; – осевой момент сопротивления.

Условие жёсткости

(1.4)

где – прогиб крайнего правого сечения балки.

Чтобы провести расчёт на прочность, построим эпюры поперечной силы и изгибающего момента .

Реакции жёсткого защемления можно не определять, так как балка закреплена с одной стороны.

Разобьём балку на три участка (см. рис.1.5, а), и на каждом участке методом сечений (отбрасывая левую часть) определим поперечную силу и изгибающий момент .

 
 
 

 


Рис. 1.5

 
 
 


Участок 1:

Участок 2:

при

при

Участок 3:

при

при

Поперечная сила на третьем участке меняет знак. Определим экстремальное значение изгибающего момента :

По полученным данным строим эпюры поперечной силы (см. рис. 1.5, б) и изгибающего момента (см. рис. 1.5, в).

Проведем расчет на прочность. Так как жесткость балки переменная, запишем условие прочности для каждого участка

(1.5)

 
где

Тогда из условий (1.5) получим

 

 

 

Принимаем d = 11 см = 110 мм.

Проверим условие жесткости (1.4). Определим прогиб правого крайнего сечения. Воспользуемся методом Мора. Для этого наряду с «грузовым» состоянием (см. рис. 1.5, а) рассмотрим «единичное» состояние, освободив балку от заданных нагрузок и нагрузив ее вертикальной единичной силой в правом крайнем сечении (см. рис. 1.5, г).

Разбивая «грузовое» и «единичное» состояния на три участка, запишем аналитические выражения для изгибающих моментов и .

Участок 1:

.

Участок 2:

Участок 3:

 

По формуле (1.1) определяем прогиб правого крайнего сечения

где

Тогда

Как видим, крайнее правое сечение балки перемещается вверх. Так как длина балки то

то есть условие жесткости (1.4) не выполняется.

Чтобы обеспечить жесткость балки, определим размер d из условия (1.4), которое принимает вид

Отсюда

 
Принимаем Тогда диаметры участков балки

 

 

1.4. Задача. Расчет на прочность и жесткость двухопорной балки

 

Для заданной стальной двухопорной балки постоянной жесткости (1.6) подобрать из расчета на прочность поперечное сечение в форме двутавра.

Определить методом Мора и проверить способом Верещагина угол поворота Θ опорного сечения 1 и прогиб у крайнего сечения 2 на консольном участке балки.

Проверить жесткость балки в указных сечениях, если допускаемые значения угла поворота и прогиба соответственно равны где l – длина балки. Если жесткость балки не обеспечена, подобрать размер прокатного двутавра из расчета на жесткость.

Используя рассчитанные значения перемещений и эпюру изгибающих моментов, изобразить вид изогнутой оси балки.

Числовые данные:

 

Рис. 1.6

 

 
 
 


Решение

Брус работает на изгиб. По условию задачи требуется провести проектный расчет на прочность и проверочный расчет на жесткость. Так как жесткость балки постоянна, то из условия прочности проектный расчет ведется по соотношению

(1.6)

Для определения изгибающего момента в опасном сечении балки построим эпюры поперечной силы и изгибающего момента .

Определим реакции , и шарнирных опор А и В (рис. 1.7, а). Реакция , так как горизонтальные и наклонные силы отсутствуют. Для определения и запишем уравнения равновесия:

Проверка:

Разбиваем балку по длине на три участка (см. рис.1.7, а) и на каждом участке методом сечений определяем поперечные силы и изгибающие моменты .

Участок 1:

Поперечная сила меняет знак на участке. Определим экстремальное значение изгибающего момента .

 
 
 


 

 
Рис. 1.7

Участок 2:

Участок 3:

Строим эпюры (рис. 1.7, б) и (рис. 1.7, в) и устанавливаем значение изгибающего момента в опасном сечении балки

Из условия (1.6) определяем необходимое значение момента сопротивления сечения

По сортаменту выбираем двутавр № 18, у которого Поскольку оцениваем перегрузку


Поиск по сайту:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.071 сек.)