Исследование на прочность элементов конструкции (вариант 7)
скачать (327 kb.)
Доступные файлы (1):
1.doc | 327kb. | 15.11.2011 21:45 | ![]() |
содержание
- Смотрите также:
- Проект конструкции узла турбины высокого давления [ курсовая работа ]
- Защита радиоэлектронной аппаратуры от механических воздействий и помех [ лекция ]
- по проектированию сварных конструкций [ лекция ]
- Параметры элементов электрических сетей [ документ ]
- Исследование магнитных систем в программной системе конечно-элементного анализа ANSYS [ документ ]
- Исследование работы логических элементов [ документ ]
- Анфимов М.И. Редукторы. Конструкции и расчёт [ документ ]
- Изучение конструкции цилиндрического зубчатого редуктора и его деталей(Вариант 2) [ документ ]
- Изучение конструкции цилиндрического зубчатого редуктора и его деталей(Вариант 1) [ документ ]
- Контрольная № 4 Прочность при сложном напряжённом состоянии и повторно-переменных напряжениях [ документ ]
- ASIMEC. Система моделирования электронных схем [ документ ]
- Шпоры по КТО [ шпаргалка ]
1.doc
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ”
КАФЕДРА МЕХАНИКИ
КУРСОВАЯ РАБОТА
ЗАЩИЩЕНА С ОЦЕНКОЙ
РУКОВОДИТЕЛЬ
| | | | Лукичева Л.С. |
должность, уч. степень | | подпись, дата | | инициалы, фамилия |
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ |
^ |
по дисциплине: СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ |
4.СМ.220402.КР.7 |
|
^
СТУДЕНТКА ГР. | 3721 | | | | Коровина М.С. |
| | | подпись, дата | | инициалы, фамилия |
Санкт-Петербург
2008
Оглавление
Техническое задание | 3 |
Исследование влияния нагрузки на прочность конструкции | 4 |
Исследование влияния температуры на прочность конструкции | 7 |
Оценка возможности возникновения резонансных явлений | 11 |
Список используемой литературы | 14 |
I. Исследование влияния нагрузки на прочность конструкции
^ A (в опоре) (Рис. 2, а)
Так как стержень находиться в положении статического равновесия, то определим реакцию RA в опоре из уравнения статических моментов:

RA+P3-P2-P1=0
RA= P2+P1-P3 = 250+150-100 = 300 Н
^
Внутренние силы определяются методом сечений. На его основе найдем внутренние силы и построим нижеуказанную эпюру. Метод сечений: проводим сечение, перпендикулярное оси, отбрасываем одну из частей, уравновешивая отброшенную часть внутренней силой.
Проведем сечения:






^











Условие прочности выполнено.
^
Перемещение определяется из закона Гука:









Суммарное перемещение:


























P1
P2
P3


































Эпюра σ, Н/мм2









































RA

a
b/2
b/2
c




x3
x1


x2
Эпюра N, Н









Эпюра l, мм*10-5












































Рис. 2.
II. Решение статических неопределимых задач
К статически неопределимым системам относятся такие, в которых для определения внешних реакций недостаточно уравнений равновесия.
Степень статически неопределимых задач находиться как разность между числом неизвестных и числом независимых уравнений статики. Для определения усилий, возникающих в них, требуется помимо уравнения равновесия составление дополнительных уравнений на основе деформаций.
Порядок решения данной системы следующий:
Система освобождается от дополнительных связей становиться статически определимой и называется основной системой.
Действие отброшенных связей заменяется их неизвестными реакциями. Величина реакции связей подбирается так, чтобы перемещение в системе соответствовало тем ограничениям, которые накладываются на систему отброшенными связями. Такая система называется эквивалентной.
Для эквивалентной системы записываются уравнения равновесия и составляются дополнительные уравнения – уравнения перемещения.
Из полученной системы определяются опорные реакции и усилия.

Покажем на схеме (Рис. 3) опорные реакции A и B. Для их определения имеем одно уравнение статики:

Для записи уравнения перемещений заменим заданную статически неопределимую систему статически определимой, мысленно отбросив правую опору. Полученная система станет эквивалентной заданной при выполнении условия равенства ее перемещений от внешнего (силового и температурного) воздействия и от реакции A, компенсирующей действие отброшенной опоры, т.е.







Эпюры внутренних усилий и нормальных напряжений построим на основе метода сечений.
^
Проведем сечения:






^











Условие прочности выполнено.
Для оценки раздельного вклада в суммарное напряжение силового и температурного воздействия можно применить принцип суперпозиций, т.е. сначала рассмотреть сначала действие сил P2 и P3, а затем влияние температурного перепада ΔT.
Оценка вклада в суммарное напряжение силового воздействия (Рис. 4 в)



На основании метода сечений построим эпюру внутренних усилий
Проведем сечения:






Оценка вклада в суммарное напряжение температурного перепада (Рис. 4 д)



Сравнение величин Np= -316.6Н и NT=1887Н показывает, что при небольшом температурном перепаде ΔT=200К температурные напряжения равны напряжениям от силового воздействия и могут их превысить в несколько раз, так кК для приборов летательных аппаратах рабочие температурные перепады достигают нескольких сотен. Для снижения температурных напряжений в статически неопределимых конструкциях предусматривают зазоры и натяги. Их величина выбирается такой, чтобы обусловленные ими монтажные напряжения компенсировали хотя бы в некоторой степени влияние перепадов температур.





















P2
P3



Эпюра N, Н







RA
RB







a
b/2
b/2
c





x3
x1


x2






































Эпюра σ, Н/мм2










































Эпюра NP, Н












































AT
B










Эпюра NT, Н





























Рис. 4.
III. Расчет на виброустойчивость
Помимо высоких температур механизмы летательных аппаратов должны нормально функционировать в условиях значительных ускорений и вибраций. Устранение резонансных явлений достигается изменением жесткости упругих элементов.
Определение коэффициента жесткости и частоты собственных колебаний
В колебательных системах стержнях рассматриваются как упругие элементы с некоторым коэффициентом жесткости C и коэффициента податливости δ. Причем

Например, схема одномассовой колебательной системы может быть представлена:

Уравнения для такой системы могут быть составлены несколькими способами, но наиболее часто используется принцип Даламбера.
Из условия равновесия массы m при действии заданной силы P,

Cy=N (упругая сила) при y=1 C=N
То есть физический смысл коэффициента жесткости C заключается в том, что коэффициент жесткости равен силе вызывающей единичное перемещение.

Перемещение при растяжении сжатии в пределах упругих деформаций определяется по закону Гука.

Стержень переменного сечения моделируют последовательным соединением упругих элементов.

Приведенный коэффициент жесткости будет равен:

Приведенный коэффициент жесткости определяет частоту собственных колебаний системы.
Для одномассовой системы:

Примечание.
При последовательном соединении жесткой системы меньше жесткость самого податливого элемента. Влияние его в этом случае является определяющем и поэтому при необходимости изменения жесткости системы в первую очередь изменяют параметры самого податливого элемента.
Зависимость ω0 от C, σ используют для устранения резонансных явлений возникающих при совпадении собственной частоты с частотой возмущений. Обычно изменение частоты ω0 на 10-20% от начального значения за счет изменения C позволяет снизить динамическую деформацию упругих элементов.
Для расчетной схемы приведенной на Рис. 6, приведены приведенные ниже вычисления:









Полученная частота собственных колебаний не попадает в диапазон частот, в котором наблюдаются внешние вибрации, следовательно, резонансных явлений в конструкции на этой частоте не наблюдается.






Рис. 6
Список используемой литературы
Степин П.А. Сопротивление материалов. М. «Высшая школа», 1983
Расчеты на прочность и жесткость. Методические указания к выполнению домашнего задания. /Н.В.Кирсанова, В.П.Миронович, Е.Е. Чаадаева Л.: ЛИАП, 1983
Расчет элементов приборов с применением ЭВМ. Методические указания к выполнению домашнего задания для студентов вечернего факультета./Г.Н.Никифорова, Е.Е.Чаадаева Л.: ЛИАП, 1987
Скачать файл (327 kb.)