Подпишись и читай
самые интересные
статьи первым!

Для ступенчатого бруса построить эпюры продольных сил. Профессионального образования тульской области. Правила построения эпюр продольных сил

1. На рисунке проводиться ось ОХ, совпадающая с продольной осью стержня.

2. Под рисунком стержня проводятся две базовые нулевые линии, параллельно продольной оси стержня. Одна для эпюры продольной силы N z

Вторая базовая нулевая линия для эпюры нормальных напряжений (Мпа).

3. Стержень разбивается на участки. Для границ участков проводятся вертикальные линии в точках приложения нагрузки и изменения площади поперечного сечения вниз до пересечения с базовыми нулевыми линиями. Нумерация участков начинается со свободной стороны стержня для задачи статически определимой. Если задача статически неопределимая, то нумерация выполняется слева направо.

4. Для определения значения продольной силы используется метод сечений. В середине участка проводится сечение. Указывается направление продольной силы. Положительным считается направление продольной силы, направленной от сечения (растягивает). Значение продольной силы N z определяется из условия равновесия отсечённой части (сумма проекций на ось ох всех действующих сил равна нулю 0).

5. Вычисляем значение нормальных напряжений.

6. Положительные значения продольной силы и нормального напряжения откладываем вверх от базовой нулевой линии, отрицательные вниз.

7. Проверяем правильность решения задачи по эпюре продольной силы. В точках, где приложена сосредоточенная сила, на эпюре должен быть скачок равный значению продольной силы.

8. Условие прочности проверяем по эпюре нормальных напряжений. Максимальные напряжения, возникающие в конструкции, не должны превышать допускаемых.

Пример №1: Построить эпюры продольной силы N и нормального напряжения σ , проверить на прочность стальной стержень, закрепленный с одной стороны (статически определимая задача). Р 1 =10кН Р 2 =15кН

Р 3 =15кН

=100 Мпа; А 1 = F; А 2 =2F; F =100 мм 2

Параллельно продольной оси стержня проводим две базовые нулевые линии для продольной силы и нормального напряжения.

Разбиваем стержень на участки, начиная со свободной стороны. Проводим вниз вертикальные линии в точках приложения сил и изменения площади поперечного сечения до пересечения с нулевыми линиями. Нумерация участков начинается со свободной стороны стержня.

1 участок:

на первом участке проводим сечение, перпендикулярное продольной оси, мысленно отбрасываем большую часть и рассматриваем меньшую часть стержня. Заменяем действие отброшенной части на оставленную продольной силой N 1 . Положительным считается действие от сечения (растягивает).

Рассматриваем равновесие оставленной части, проецируя действующие силы на ось ОХ:

Определяем продольную силу на первом участке

N 1 + Р 1 =0 следовательно N 1 = Р 1 = 10 кН

Определяем нормальное напряжение на первом участке

2 участок:

N 2 + Р 1 - Р 2 =0 следовательно N 2 = Р 1 -Р 2 = 10-15= -5 кН

3 участок:

N 3 + Р 1 - Р 2 =0 следовательно N 3 = Р 1 -Р 2 = 10-15= -5 кН

4 участок:

N 4 + Р 1 - Р 2 +Р 3 =0 следовательно N 4 = Р 1 -Р 2 +Р 3 = 10-15+15= 10 кН

Метод сечений для определения продольной силы.

Для построения эпюр продольной силы и нормального напряжения задаёмся произвольным масштабом (например: одна клеточка -5 кН и -25 мегапаскалей). Строим эпюры продольной силы и нормального напряжения, откладывая положительные значения вверх от базовой нулевой линии, отрицательные вниз.

Проверяем правильность решения задачи по эпюре продольной силы, в точке приложения сосредоточенной силы на эпюре должен быть скачок, равный действующей силе.

По эпюре нормального напряжения проверяем условие прочности максимальные напряжения должны быть меньше или равны допустимым, значит прочность обеспечена.

Эпюры продольной силы N и нормального напряжения σ .

Вопросы для проверки уровня знаний.

1. Что изучает сопромат?

2. Что называется прочностью, жёсткостью и устойчивостью?

3. Что называется ВСФ и какой метод применяют для его определения?

4. Как называются детали, работающие на растяжение-сжатие?

5. Какую деформацию вызывает продольная сила N Z ?

6. В каком случае N Z положительная?

7. Какие задачи называются статически определимыми?

8. Какие виды напряжений существуют в сопротивлении материалов?

9. Какая размерность у напряжения?

10. Что называется эпюрой, как проверить правильность построения эпюр?

12. Как проверить, что прочность обеспечена?

13. Что называется наклёпом, какие свойства?

14. Что называется ползучестью?

15. Как вычислить нормальное и касательное напряжение в наклонном сечении?

16. Какую механическую характеристику выражает угол наклона прямолинейной части диаграммы к оси абсцисс?

17. Что такое площадка текучести?

18. Как и для каких материалов определяют условный предел текучести по диаграмме растяжения.

19. Какие механические характеристике можно вычислить по диаграмме растяжения, каким образом?

20. Какое напряжение считается опасным для:

а) пластичных материалов,

б) хрупких материалов?


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рубашкин А.Г. Лабораторные работы по сопротивлению материалов.- М.: Высшая школа, 1961.-159с.

2. Афанасьев A.M., Марьин В.А. Лабораторный практикум по сопротивлению материалов.- М.: Наука, 1975.-284с.

3. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов.- М.: Наука, 1979.-559с.

4. Писаренко Г.С. Сопротивление материалов.- Киев.: Высшая школа, 1973.-667с.

Цель работы: Закрепление навыков построения эпюр продольных сил и нормальных напряжений.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Растяжением или сжатием называют вид нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор - продольная сила. Условно назначают знак продольной силы:+ - растяжение; - - сжатие.

Эпюрой продольной силы называется график распределения продольной силы вдоль оси бруса. Положительные значения сил откладывают от оси вверх, а отрицательные – вниз. Эпюра по контуру обводится толстой линией и заштриховывается поперек оси.

При растяжении и сжатии действуют только нормальные напряжения, которые рассматриваются как силы, приходящиеся на единицу площади. Таким образом, направление и знак напряжения в сечении совпадают с направлением и знаком силы в сечении. Величина напряжений прямо пропорциональна продольной силе и обратно пропорциональна площади поперечного сечения. Эпюра напряжений строится и оформляется так же, как и эпюра продольных сил.

Правило контроля при построении эпюр: в месте приложения внешней силы на эпюре должен быть скачок на величину этой силы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задание : Построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений по длине бруса. Определить перемещение свободного конца бруса.

Продольная сила F = 10кн (для всех вариантов)

Таблица 3

Исходные данные для выполнения задания

Вариант а, м Вариант b ,м Вариант с, м Вариант d, м
2,6
1,2 1,2 1,2
1,4 1,6 1,4 1,4
1,6 1,2 1,6
1,8 1,0 2,4 1,8
0,8 2,8
2,2 0,6 2,2
2,4 0,5 2,4

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

1 – 8 9 – 16

А 1 = 3см 2 А 2 = 5см 2 А 1 = 2см 2 А 2 = 6см 2

F 2F 6F 2F 2F 5F

a 3a 2a a b 2b 2b

17 – 24 25 – 32

А 1 = 4см 2 А 2 = 8см 2 А 1 = 2см 2 А 2 = 4см 2 А 3 = 6см 2

c 2 c 0,5 c 0,5 c d 1,5 d 2 d 2 d

Алгоритм выполнения расчетно-графической работы:

1) Брус разбить на отдельные участки, начиная от свободного конца. Границы участков определяются сечениями, где приложены внешние силы или где изменяются сечения бруса

2) Определить продольные силы (N), используя метод сечений

3) Построить эпюру продольных сил (N), пользуясь правилами построения

· положительные значения продольных сил откладывают выше, а отрицательные – ниже нулевой линии для горизонтально расположенного бруса

· на участках, свободных от нагрузки характер линии – прямая, параллельная нулевой линии

· штриховка эпюры наносится перпендикулярно нулевой линии

4) Определить напряжения в поперечных сечениях бруса для каждого участка

σ = N / A , кН/см 2

5) Построить эпюру нормальных напряжений

6) Определить перемещение свободного конца бруса, как алгебраическую сумму абсолютных деформаций всех участков

ΔL = N L 0 / E А, см,

где L 0 – первоначальная длина каждого участка

Е – модуль упругости (для стали Е = 2,1 . 10 4 кн/см 2)

ΔL = ΔL 1 + ΔL 2 + ΔL 3 = N 1 L 1 / E А 1 + N 2 L 2 / E А 2 + N 3 L 3 / E А 3

Вывод: Таким образом, свободный конец бруса перемещается вправо (влево) на …. см. Опасным является сечение бруса на участке …., где напряжения максимальны

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие силы в сопротивлении материалов считают внешними, а какие внутренними?

2. Какими методами определяют внешние силы? Как называют метод для определения внутренних сил?

3. Как обозначается и как определяется продольная сила в сечении?

4. Что называют механическим напряжением?

5. Какие напряжения возникают в поперечном сечении при действии продольных сил?

6. Какие деформации вызываются при действии продольной силы?

7. В каких единицах измеряется напряжение?

8. Какого характера напряжения возникают в поперечном сечении при растяжении или сжатии: нормальные или касательные?

9. Что характеризует модуль упругости материала? Какова единица измерения модуля упругости?

10. Как определяют абсолютное удлинение ступенчатого бруса, нагруженного несколькими силами?

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №5 (РГР №5)

Тема: Расчеты на прочность при растяжении и сжатии

Цель работы: Уметь проводить проектировочные и проверочные расчеты на прочность при растяжении и сжатии

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Расчеты ведутся по условиям прочности – неравенствам, выполнение которых гарантирует прочность детали.

Для обеспечения прочности расчетное напряжение не должно превышать допускаемое напряжение:

σ = N / A ≤ [σ ], кН/см 2

расчетное напряжение зависит от нагрузки и размеров поперечного сечения, допускаемое - только от свойств материала и условий работы

Существует три вида расчета на прочность:

1) Проектировочный расчет

Задана расчетная схема и нагрузки;

Материал или размеры конструкции подбираются:

А ≥ N / [σ ] или σ пред ≥ N к зп / A

2) Проверочный расчет σ = N / A ≤ [σ ], кН/см 2

3) Определение несущей способности (максимальной нагрузки)

[N] = [σ ] А, кн

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Работа предполагает решение трех задач по вариантам.

Задача №1. Прямой брус растянут силой N

Таблица 4

Исходные данные для решения задачи №1

Задача №2. Проверить прочность сечения стержня из двух равнополочных уголков из стали марки ВСт3пс6 при действии осевой растягивающей силы N.

Допускаемое напряжение [σ ] = 21 кн / см 2

Таблица 5

Исходные данные для решения задачи №2

Вариант
N , кн
Уголок 63*4 70*5 75*5 75*8 80*6 80*8 90*7
Вариант
N ,кн
Уголок 90*8 90*9 100*7 100*8 100*10 100*12 110*7
Вариант
N ,кн
Уголок 50*4 50*5 56*5 56*4 45*5 45*4 100*7
Вариант
N ,кн
Уголок 125*8 125*9 140*10 140*9 160*10 160*12 125*12
Вариант
N ,кн
Уголок 63*5 63*6 70*6 70*8 90*6 100*14 140*12

Алгоритм решения задачи №2:

· Определяем по сортаменту площадь сечения заданного уголка

Вычисляем площадь сечения стержня А = 2 А уголка,см 2

· Определяем нормальное напряжение и сравниваем с допускаемым напряжением

· Делаем вывод

Задача №3.

Подобрать сечение стержня-подвески (или колонны), поддерживающего брус Материал стержня: для фасонных профилей сталь С245 (R y = 24 кн / см 2), для круглого сечения – сталь арматурная горячекатаная класса А1 (R y = 22,5 кн / см 2)

ЗАДАНИЯ ПО ВАРИАНТАМ



Алгоритм решения задачи №3:

· Отбрасываем связи и заменяем их действие реакциями. По условию требуется рассчитать только стержень, поэтому показываем только усилия в стержне и не показываем реакции опоры

· Определяем величину усилия в стержне N, составив уравнение равновесия

· Определяем требуемую площадь сечения стержня А тр ≥ N / R y ,см 2

· По найденной площади подбираем требуемый профиль прокатной стали, используя сортамент, а диаметр стержня можно найти исходя из А = πd 2 /4 , см 2

· Проверяем прочность выбранного сечения σ = N / A факт ≤ R y , кН/см 2

· Делаем вывод (Например, «выбранное сечение из двух швеллеров №12 обеспечивает необходимую прочность»)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется допускаемым напряжением?

2. Какие существуют виды расчета на прочность?

3. От чего зависит расчетное напряжение при растяжении?

4. Чем отличаются условия прочности при расчете на растяжение и расчете на сжатие?

5. Чем характеризуется 1 предельное состояние?

6. Что лежит в основе расчета по 1 предельному состоянию?

7. Каким методом пользуются при расчете строительных конструкций?

8. Каким методом пользуются при расчете машиностроительных конструкций и трубопроводов?

9. Что называется сортаментом?

10. Перечислите основные виды профильной стали?

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«ПЕРЕВОЗСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

Методическая разработка учебного занятия

тема «Построение эпюр продольных сил, нормальных напряжений и перемещений»

Организация-разработчик: ГБОУ СПО «Перевозский строительный колледж»

Разработчик: М.Н. Кокина

Методическая разработка учебного занятия на тему «Построение эпюр продольных сил, нормальных напряжений и перемещений» по дисциплине «Техническая механика»/ Перевозский строит. колледж; Разр.: М.Н. Кокина. – Перевоз, 2014. –18 с.

В данной работе указаны цель учебного занятия, задачи. Подробно рассмотрен ход занятия, в приложении представлен демонстрационный и раздаточный материал. Методическая разработка написана с целью систематизации учебного материала.

Методическая разработка предназначена для преподавателей и студентов, обучающихся по специальности 270802, 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».

Работа может быть использована при проведении, занятий, открытого занятия, олимпиады. Студентам может быть полезна при подготовке к зачету, экзамену.

Введение

Методическая разработка учебного занятия на тему «Построение эпюр продольных сил, нормальных напряжений и перемещений» по дисциплине «Техническая механика» предназначена для студентов 2 курса, специальности 270802, 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».

Выбор указанной темы обусловлен тем, что данные понятия и методы являются опорной базой для целого ряда технических дисциплин.

В ходе учебного занятия использовались:

    компьютерные и мультимедийные технологии;

    интерактивная доска;

  • объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, частично-поисковый методы обучения;

    раздаточные материалы.

В ходе изучения темы «Построение эпюр продольных сил, нормальных напряжений и перемещений» у обучающихся формируются следующие компетенции:

    ПК 1.3.Выполнять несложные расчеты и конструирование строительных конструкций.

    ОК 1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

    ОК 2 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

    ОК 3 Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

    ОК 4 Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

    ОК 5 Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности.

    ОК 6 Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

    ОК 7 Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.

План-конспект открытого учебного занятия по дисциплине «Техническая механика»

Преподаватель: Кокина Марина Николаевна

Группа: 2-131, специальность 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».

Тема занятия: Построение эпюр продольных сил, напряжений и перемещений

Вид занятия: практическое.

Тип занятия: комбинированный урок с использованием компьютерных и мультимедийных технологий с элементами игры.

Форма проведения: работа в группах, самостоятельная работа.

Межпредметная связь: «Математика»,«Материаловедение», «Физика».

Основная цель учебного занятия: Научиться строить эпюры продольных сил, напряжений и определять перемещение для бруса при растяжении или сжатии.

Задачи учебного занятия:

Учебная:

– рассмотреть алгоритм нахождения продольной силы методом сечений и построения ее эпюры;

Научиться вычислять нормальное напряжение для растяжения или сжатия в поперечном сечении для ступенчатого бруса и строить эпюру для данного напряжения;

Научиться определять перемещение свободного конца бруса.

Развивающая:

Развитие интеллектуальных качеств обучающихся, познавательного интереса и способностей;

Развитие умения использовать полученные знания.

Воспитательная:

– формирование сознательного отношения к изучаемому материалу;

– воспитание культуры труда, формирование навыков самостоятельной работы.

Методы обучения:

    Объяснительно-иллюстративный.

    Репродуктивный.

    Частично-поисковый.

Средства обучения:

– интерактивная доска;

– ноутбук.

Раздаточный материал:

Карточки-задания;

Учебная литература:

    Олофинская, В.П. Техническая механика. – М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2011

    Олофинская, В.П. Техническая механика. Сборник тестовых заданий. – М.: ФОРУМ, 2011

Подготовка к занятию

1.Разбить группу на две равносильные команды.

2.Выдать задания командам:

a) Выбрать капитана;

b) Придумать название команды и ее девиз;

c) Составить кроссворд по теме «Растяжение и сжатие» (10 слов);

План учебного занятия

    Организационный момент (3 минуты);

    Актуализация ранее полученных знаний. (12 минут);

    Актуализация материала на примере решения задач (15 минут);

    Закрепление материала (55 минут);

    Подведение итогов и результатов занятий (5 минут);

Ход занятия

    Организационный момент. (3 минуты)

      1. Проверка присутствующих. Объявление темы и целей занятия. (Слайд 1)

        Представление жюри. В состав жюри входят приглашенные преподаватели. (По ходу занятия члены жюри вносят баллы в итоговую ведомость – приложение 1).

        Знакомство с командами. Визитная карточка. (5 баллов)

    Актуализация ранее полученных знаний. (12 минут)

Мы изучили тему «Растяжение и сжатие прямого бруса» в разделе «Сопротивление материалов». Познакомились с основными понятиями и определениями. Изучили методику нахождения величины внутренних усилий. Рассмотрели принципы построения эпюр. Сегодня мы в течение занятия повторим эту тему, обобщим и систематизируем полученные знания, отработаем навыки вычисления внутренних усилий и напряжений и построения их эпюр. Работать будем в командах. Но, прежде, чем приступить к решению, давайте повторим теоретический материал.

Разминка (фронтальный опрос).

Сейчас мы с вами проведем небольшой блиц-опрос по теме «Растяжение и сжатие прямого бруса». Каждой команде по очереди предстоит ответить на вопросы. Право первого ответа мы разыграем с помощью интерактивного игрального кубика. Если выпадает четное число, то первой отвечает вторая команда, если нечетное – первая.

Правильный ответ – 10 баллов.

    Дайте определение понятия Сопротивление материалов (Слайд 2)

    Установите соответствие между понятиями и определениями (Слайд 3).

    Покажите на схеме положение внутренних усилий. (Слайд 4)

    Какой внутренний силовой фактор возникает при растяжении или сжатии? (Слайд 5)

    Какой метод используется для определения продольной силы? (Слайд 6).

    Установите порядок выполнения действий метода сечений? (Слайд 7).

    Как называется диаграмма, график, показывающий изменение какой-либо величины по длине бруса. (Слайд 8).

    Кто вывел данную экспериментальную формулу? (Слайд 9).

    Что понимается под напряжением? (Слайд 10)

    Составить формулу для определения нормального напряжения при растяжении или сжатии. (Слайд 11)

3. Актуализация материала на примере решения задач (15 минут)

Ознакомиться с примером построения эпюр продольных сил, напряжений и перемещений. (Слайд 12)

Задача 1. Двухступенчатый стальной брус нагружен силами F 1 =30 кН F 2 =40 кН.

Построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений по длине бруса. Проверить прочность бруса, если допускаемое напряжение [σ ] = 160 МПа. Определить перемещение ∆l свободного конца бруса, приняв Е=2∙10 5 МПа. Площади поперечных сечений А 1 =1,5см 2 ;А 2 =2см 2 .

Разбить брус на участки, начиная от свободного конца. Границами участков являются сечения, в которых приложены внешние силы, а для напряжений также и место изменения размеров поперечного сечения.

Определить по методу сечений продольную силу для каждого участка (ординаты эпюры N ) и построить эпюры продольных сил N . Проведя – параллельно оси бруса базовую (нулевую) линию эпюры, отложить перпендикулярно ей в произвольном масштабе получаемые значения ординат. Через концы ординат провести линии, проставить знаки и заштриховать эпюру линиями, параллельными ординатам.

Для построения эпюры нормальных напряжений определяем напряжения в поперечных сечениях каждого из участков. В пределах каждого участка напряжения постоянные, т.е. эпюра на данном участке изображается прямой, параллельной оси бруса.

Перемещение свободного конца бруса определяем как сумму удлинений (укорочений) участков бруса, вычисленных по формуле Гука.

Разбиваем брус на участки.

Определяем ординаты эпюры N на участках бруса:

N 1 = - F 1 = -30кН

N 2 = - F 2 = -30кН

N 3 = -F 1 +F 2 = -30+40=10 кН

Строим эпюру продольных сил

Вычисляем ординаты эпюры нормальных напряжений

σ 1 ==

= –200МПа

σ 2 ==

= –150МПа

σ 3 ==

= 50МПа

Строим эпюры нормальных напряжений.

4. Проверяем прочность бруса, если допускаемое напряжение [σ ] = 160 МПа.

Выбираем максимальное по модулю расчетное напряжение. Iσ max I = 200 МПа

Подставляем в условие прочности Iσ max I ≤ [σ ]

200 МПа ≤ 160 МПа. Делаем вывод, что прочность не обеспечена.

5. Определяем перемещение свободного конца бруса Е = 2∙10 5 МПа.

l =∆l 1 +∆l 2 +∆l 3

l 1 =

=

= – 0,5мм

l 2 =

=

= – 0,225мм

Найти величину продольной силы на третьем участке.

5 этап эстафеты (по 1 человеку от команды)

Построить эпюру для продольной силы.

6 этап эстафеты (по 1 человеку от команды)

Найти величину нормального напряжения на первом участке.

7 этап эстафеты (по 1 человеку от команды)

Найти величину нормального напряжения на втором участке.

8 этап эстафеты (по 1 человеку от команды)

Найти величину нормального напряжения на третьем участке.

9 этап эстафеты (по 1 человеку от команды)

Построить эпюру для нормального напряжения.

10 этап эстафеты (по 1 человеку от команды)

Проверить прочность бруса. Допускаемое напряжение [σ ] = 160 МПа.

11 этап эстафеты (конкурс капитанов) – 10 баллов

Определить перемещение свободного конца бруса.

    1. Работа в группах (Карточки с заданиями) (10 минут) (Слайд 15)

Каждой команде необходимо выполнить задание. Задания мы разыграем с помощью интерактивного игрального кубика. Если выпадает нечетное число, то первое задание достается первой команде, если четное – то второй. Второе задание автоматически переходит к другой команде. Время выполнения – 10 минут задано на интерактивном таймере. (Карточки – задания приложение 2)

    1. Разгадывание кроссвордов. (10 минут) (Слайд 16)

Команды отгадывают кроссворд, составленный соперниками. Время разгадывания – 10 минут задано на интерактивном таймере.

Каждый правильный ответ 5 баллов.

    1. Творческое задание. (10 минут) (Слайд 17)

Сочинить стихотворение со словами:

Растяжение

Сжатие

Эпюра

Сила

Прочность

Выполнение данного задания - 10 баллов.

    Подведение итогов (5 минут) (Слайд 18)

Заполнить таблицу:

Я знал

Я узнал

Я хочу узнать

Пока обучающиеся заполняют таблицу, жюри подсчитывает количество баллов, набранное каждой командой.

Объявление победителей. Выставление оценок.

Спасибо за работу на занятии! (Слайд 19)

Приложения

Приложение 1.

Итоговая ведомость

Вид задания

1 команда

Название

Капитан

2 команда

Название

Капитан

Визитная карточка команды

Максимальное количество баллов - 5

Фронтальный опрос

За каждый правильный ответ

Эстафета

1 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

2 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

3 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

4 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

5 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

6 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

7 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

8 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

9 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

10 этап эстафеты

Максимальное количество баллов – 5

11 этап эстафеты (конкурс капитанов)

Работа в группах (карточки с заданиями)

Максимальное количество баллов – 10

Разгадывание кроссвордов

За каждый правильный ответ - 5 баллов

Творческое задание

Максимальное количество баллов – 10

Итого

Приложение 2

Карточки – задания

Задание 1

Задание 2

Для стального прямого бруса построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений. Проверить прочность бруса, если допускаемое напряжение [σ] = 160 МПа.

Приложение 3

Слайды





Слайд 1 Слайд 2





Слайд 3 Слайд 4





Слайд 5 Слайд 6





Слайд 7 Слайд 8





Слайд 9 Слайд 10





Слайд 11 Слайд 12





Слайд 13 Слайд 14





Слайд 15 Слайд 16





Слайд 17 Слайд 18









Центральное растяжение-сжатие возникает в случае, когда на концах стержня вдоль его оси действуют две равные противоположно направленные силы. При этом в каждом сечении по длине стержня возникает внутреннее усилие ( $N$ кН), которая численно равна сумме всех сил, которые действуют вдоль оси стержня и расположены с одной стороны от сечения.

Из условий равновесия отсеченной части стержня $N = F$.

Продольная сила при растяжении считается положительной, при сжатии - отрицательной .

Пример определения внутренних сил.

Рассмотрим брус, нагруженный внешними силами вдоль оси. Брус закреплен в стене (закрепление «заделка») (рис. 20.2а). Делим брус на участки нагружения.

Участком нагружения считают часть бруса между внешними силами.

На представленном рисунке 3 участка нагружения.

Воспользуемся методом сечений и определим внут-ренние силовые факторы внутри каждого участка.

Расчет начинаем со свободного конца бруса, что-бы не определять величины реакций в опорах.

Продольная сила положи-тельна, участок 1 растянут.

Продольная сила положительна, участок 2 растянут.

Продольная сила отрицательна, участок 3 сжат.

Полученное значение N 3 равно реакции в заделке.

Под схемой бруса строим эпюру продольной силы (рис. 20.2, б).

Эпюрой продольной силы называется график распределения продольной силы вдоль оси бруса.

Ось эпюры параллельна продольной оси.

Нулевая линия про-водится тонкой линией. Значения сил откладывают от оси, положительные — вверх, отрицательные — вниз.

В пределах одного участка значение силы не меняется, поэто-му эпюра очерчивается отрезками прямых линий, параллельными оси Oz.

Напряжения. Действующие и допускаемые напряжения

Величина внутренней силы дает представление о сопротивлении поперечного сечения в целом (интегрально), но не дает представления об интенсивности работы материала в отдельных точках сечения. Так, при равной продольной силе материал в стержне с большим сечением будет работать менее интенсивно, менее напряженно чем меньший.

Напряжения - внутренние силы, приходящиеся на единицу площади сечения. Напряжения, направленные перпендикулярно (по нормали) к сечению называются нормальными .


$\sigma = \frac{N}{A}$

Единицы измерения напряжений - Па, кПа, МПа.

Знаки напряжений принимают так, как и для продольной силы.

Действующие напряжения - напряжения, которые возникают в рассматриваемом сечении.

Любой стержень в момент разрушения имеет определенные напряжения, которые зависят только от материала стержня и не зависят от площади сечения.

Допускаемые напряжения $\left[ \sigma \right]$ - такие напряжения, которые не должны быть превышены в запроектированных конструкциях. Допустимые напряжения зависят от прочности материала, характера его разрушения, степени ответственности конструкции.

Принцип Сен-Венана : в сечениях, достаточно удаленных от места приложения нагрузки, распределение напряжений не зависит от способа приложения нагрузки, а зависит только от его равнодействующей.

то есть, распределение напряжений в сечении I-I для трех различных случаев, показанных на рисунке, принимается одинаковым.


Рисунок - иллюстрация принципа Сен-Венана

Абсолютная и относительная деформация

При растяжении возникает удлинение стержня - разница между длиной стержня до и после погрузки. Эта величина называется абсолютной деформацией .

$\Delta l = {l_1} - l$

Относительная деформация - отношение абсолютной деформации к первоначальной длине.

$\varepsilon = \frac{{\Delta l}}{l}$

$\sigma = E \cdot \varepsilon $

Таблица - физико-механические характеристики материалов

Материал

Модуль упругости, х10 10 Па

Коэффициент Пуассона

Сталь

19 - 21

0,25 - 0,33

Чугун

11,5 - 16

0,23 - 0,27

Медь, латунь, бронза

10

0,31 - 0,42

Алюминий

0,32 - 0,36

Кирпичная кладка

0,3

0,2

Бетон

1 - 3

0,1 - 0,17 сечения добавлен полукруг.

21-04-2017 22:10

РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЧЕНИЙ теперь адаптирован под мобильные устройства . Теперь моменты инерции и центр тяжести можно вычислить на смартфоне.

13-04-2017 07:20

Существенно переработан РАСЧЕТ БАЛОК . Добавлена возможность учета треугольной и трапециевидной нагрузки . Оптимизировано для использования на смартфонах .

31-03-2017 08:33

Очередные улучшения расчета рам - теперь сервис автоматически определяет степень статической неопределимости системы и позволяет упростить Вам ход расчета статически неопределимой рамы методом сил или перемещений.

Включайся в дискуссию
Читайте также
Салат с кукурузой и мясом: рецепт
Римские акведуки - водное начало цивилизации С какой целью строили акведуки
Мыс крестовый лиинахамари