2018-02-13
1646КІРІСПЕ
«Материалдар кедергісі» курсын оқып танысқан кезде есептер шығару студенттердің инженерлік ойлау қабілеттерін белгілі бір сатыда дамытады және қажетті инженерлік конструкция элементерін беріктікке есептеуге дағдыландырады. Негізгі қиындықтар студенттердің өз бетімен есептеп-жобалау жұмыстарын орындағанда пайда болады. Сондықтан да практика жүзінде өзіндік есептеп-жобалау жұмыстарының орындалуына қажетті қосымша ңұсқаудың шығарылуы студенттердің үй тапсырмаларының орындалуын жетілдету мақсатын көздейді.
Әдістемелік нұсқауда үлгі ретінде курстың негізгі бөлімдері бойынша типтік есептердің шешімдері нақты қаралып, жеке есептен жобалау жұмыстарын орындауға арналған кафедраның негізгі талаптары келтірілген. Есептердің барлық шешімдері СИ системасында беріліп техникалық және технологиялық мамандықтардың студенттері үшін «Материалдар кедергісі» курсының бағдарламасына сәйкес құрастырылған.
|
|
|
1 ЕСЕПТЕП - ЖОБАЛАУ ЖҰМЫСТАРЫН ОРЫНДАУДЫҢ НЕГІЗГІ ТАЛАПТАРЫ
1.1ТАПСЫРМАНЫҢ БЕРІЛГЕН МӘНДЕРІН ТАҢДАП АЛУ ТӘРТІБІ
Әрбір студенттің барлық есептеп-жобалау жұмыстары жеке болуы тиіс.
Жеке тапсырмалардың реттік нөмірлері жорналдағы студенттердің тізіміне байланысты. Студент есептің негізгі сан мәндерін вариантқа сәйкес кестеден таңдап алады.
Мысалы: Студент Асқаров Б тіркеу кітабындағы тізім бойынша 45-ші. Ол схема нөмірі 45, ал сан мәндері кестенің 41…60 жолына сәйкес келетін есепті шығаруы керек. Әрбір студент есептеу жұмысының түсініктемесін өрнектеуде әуелі есептеп-жобалау жұмысының атын, вариант нөмірін және берілген сан мәндерін жазады. Есептеу жұмысының барлық сан мәндерінің дәлдігі нөлден кейін екі санға дейін алынады. Мысалы: 
=0,5674 мм=0,57 мм.
ТИТУЛ БЕТТІ БЕЗЕНДІРУ
Есептеп-жобалау жұмысы жөніндегі мәлеметтер өлшемі210х297 мм жазба қағаздарында орындалады. Бірінші беті титул деп аталады, ГОСТ 2.105-68 бойынша өрнектеледі. Титул бетті толтыру үлгісі 1-ші суретте корсетілген.
Титул беттің барлық жазулары қатаң түрде қара сия және сызба шрифтісі арқылы жазылады.
«ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ»- шрифт -№7 немесе № 5;
« Жәңгір хан атындағы Батыс Қазақстанаграрлық-техникалық университеті » - шрифт № 5 немесе №3;
|
|
|
«К және ТО»кафедрасы - шрифт № 3,5;
«Материалдар кедергісі» пәнінен - шрифт №7;
«Есептеп-жобалау жұмыстары №1…..6» - шрифт №14;
«Орындаған», «Тексерген» - шрифт №5;
Жұмысты орындаған жылы - шрифт № 5.
Сурет1 – Титул бетін безендіру
1.3ЕСЕПТЕУ ТҮСІНІКТЕМЕСІН БЕЗЕНДІРУ
Есептеу түсініктемесінің жазуы жеткілікті түрде қысқа болуы керек. Жазуда келтірілген формулалар біріншіден жалпы түрде алынып ықшамдау жұмысынан кейін оларға бастапқы сан мәндері бір өлшем жүйесінде қойылады.
Есептеу түсініктемесінің жазулары беттің бір жағында өте таза түрде бір түсті сиямен жазылады. Әр беттің сол жағынан 25 мм, үстінен, астынан 20 мм, ал оң жағынан 10 мм, қалдырады. Түсіктеме жазулары қысқартылмай бір түрде жазылуы керек, мысалы: «анықтаймыз», «есептейміз».
1.4 ЖҰМЫСТЫҢ ГРАФИКАЛЫҚ БӨЛІМІН ОРЫНДАУ
Жұмыстың графикалық бөлімі өлшемі 210x297 мм А4 форматысызба қағазында карандашпен немесе сиямен орындалады.
Берілген есептің схемасы масштабпен сызылады. Оның астына ішкі күштер, деформациялар эпюралары тұрғызылады. Есептік схеманың ішкі күштері анықталған қималарын белгіленіп, есептелген ординаталардың мәндері көрсетіледі. Эпюрлер жіңішке сызықтармен конструкция элементерінің өсіне перпендикуляр бағытта штрихталады. Олардың ортасында оң «+» және теріс «-» таңбалары қойылады.
1.5 ЕСЕПТЕП - ЖОБАЛАУ ЖҰМЫСТАРЫН ҚОРҒАУ
Студент орындаған есептеу жұмысын семестрде бекітілген кезек бойынша оқытушыға тапсырады. Уақытында тапсырылған жұмыс ең алғашқы инженерлік пәнінің табысының кепілі болып табылады.
Қатесі түзетілген жұмыстар жеке түрде қорғалады. Егер оқытушыдан қосымша ескертулер болмаса, студент жұмысы тапсырылды деп есептеледі. Қорғалған жұмыстар оқытушыда қалдырылады.
Есептеп-жобалау жұмыстарын орындамаған немесе қорғамаған студент емтиханға жіберілмейді.
ТИПТІК ЕСЕПТЕРДІ ШЫҒАРУ МЫСАЛДАРЫ
2. Бойлық деформацияға ұшыраған статиқалық анықталмаған стержендер жүйесі
Тапсырма шарты. Абсолютті қатаң брустың бір ұшы жылжымайтын топсалы тірекке бекітілсе, ал екінші ұшы топса арқылы екі стерженге ілінген.
Есептің схемасын 2 суреттен, ал сандық мәндерін 1 кестеден алу керек.
Кесте 1 - №1 есептеп-жобалау жұмысының сандық мәндері
| Нұсқалар | 1- 20 | 21-40 | 41-60 | 61-80 | 81-100 | 101-120 | 121-140 | 141-160 | 161-180 | |
| см2 | 10 | 10 | 15 | 15 | 20 | 20 | 15 | 15 | 10 |
| см2 | 15 | 20 | 20 | 30 | 30 | 30 | 30 | 25 | 20 |
| м | 2 | 1 | 1,5 | 1 | 1 | 1,5 | 1 | 2 | 1,5 |
| м | 3 | 2 | 2 | 1,5 | 1,5 | 2 | 2 | 1,5 | 1,5 |
| м | 1,5 | 1 | 1 | 1,5 | 1,5 | 1 | 2 | 1 | 2 |
| град | 30 | 45 | 60 | 60 | 45 | 60 | 30 | 30 | 45 |
Талап етіледі:
1. Стержендердегі бойлық күштер мен кернеулерді жүк салмағымен Q өрнектеу;
2. Стержендердегі кернеулердің ең үлкен мәнін мүмкіндік кернеуіне теңестіріп (болат үшін [ σ ] = 160 МПа), жүк салмағының мүмкіндік мәнін [ Qσ ] анықтау;
3. Жүйенің ең үлкен жүк көтергіштігі арқылы Qкт жүк салмағының мүмкіндік мәнін [ Qр ] анықтау, егер болаттың аққыштық шегі σа.ш. = 240 МПа және беріктік қоры коэффициенті Кт = 1,5;
4. Екі әдіспен анықталған жүк салмағының мүмкіндік мәндерін салыстыра отырып, жүк салмағының қорытынды мүмкіндік мәнін қабылдау.
Сурет 2 –№1есептеп-жобалау жұмысының есептеу сұлбалары
2 суреттің жалғасы
2 суреттің жалғасы
|
|
|
2 суреттің жалғасы
2.1 Есеп шығаруға арналған әдістемелік нұсқаулар
Стержендер бойынша пайда болатын ішкі күштер жазық жүйенің тепе-тендік теңдеулерінен анықталмаса онда бұл жүйелерге байланысты шығарылатын есептер статистиқалық анықталмаған деп аталады. Осы типтес есептерді шығару үшін төмендегі әдістемелік ңұсқауларды ескеру қажет:
а) есептің берілген шартымен танысып, қажетті жағдайда қосымша белгілер енгізу керек;
б) жүйені байланыстарын ажыратып тиісті реакцияларымен ауыстырылады;
в) статиканың мүмкін тепе-теңдік теңдеулері құрылып және олардын санын белгісіз ішкі күштермен салыстырып жүйенің статикалық анықталмау дәрежесі анықталады;
г) статикалық анықталмау дәрежесіне байланысты қосымша орын ауыстыру теңдеулері құрылады;
д) нүктелердің орын ауыстыруын Гук заңы бойынша өрнектеп стержендердің салыстырмалы деформациясының теңдеулері құрылады;
ж) деформация және тепе-теңдік теңдеулерді бірге шешіліп стержендегі бойлық күштер мен кернеулер Q күші арқылы өрнектеледі;
з) жүк салмағының мүмкіндік мәні [Q] екі әдіс бойынша есептеулердің нәтежелерін салыстыру арқылы анықталады (мүмкіндік кернеу және мүмкіндік күш әдістері).
Мысал
Тапсырма шарты. Абсолютті қатаң брустың бір ұшы жылжымайтын топсалы тірекке бекітілсе, ал екінші ұшы топса арқылы екі стерженге ілінген (3, а - сурет).
Берілгені: = 10 см2; = 15 см2; = 2 м; = 3 м; = 1,5 м; = 300; Стержендердің материалы - болат Ст 3.
Талап етіледі:
1. Стержендердегі бойлық күштер мен кернеулерді жүк салмағымен Q өрнектеу;
2. Стержендердегі кернеулердің ең үлкен мәнін мүмкіндік кернеуіне теңестіріп (болат үшін [ σ ] = 160 МПа), жүк салмағының мүмкіндік мәнін [ Qσ ] анықтау;
|
|
|
3. Жүйенің ең үлкен жүк көтергіштігі арқылы Qкт жүк салмағының мүмкіндік мәнін [ Qр ] анықтау, егер болаттың аққыштық шегі σа.ш. = 240 МПа және беріктік қоры коэффициенті Кт = 1,5;
4. Екі әдіспен анықталған жүк салмағының мүмкіндік мәндерін салыстыра отырып, жүк салмағының қорытынды мүмкіндік мәнін қабылдау.
Шешуі:
Жүйені келесі ретпен белгілейміз: брус – 1; стержендер – 2 және 3.
Жазық жүйе үшін тепе-теңдік теңдеулерін құрамыз (3, а - сурет):
(2.1)
(2.2)
(2.3)
Созылу деформациясы кезіндегі беріктік шарты:
(2.4)
Жүйенің анықталмау дәрежесі:
, (2.5)
мұндағыm – белгісіз күштер саны, m = 5 (HА, RА, N2, N3, Q);
n – теңдеулер саны, n = 4.
Онда 
= 5 - 4 = 1, яғни жүйе бір рет статикалық анықталмаған.
Есептің шарты бойынша ХА және УА анықтау керек емес, сондықтан есептеу жұмысында тепе-теңдік теңдеулерінің тек қана (2.3) теңдеуін қолданамыз.
Жүк салмағының мүмкіндік мәнін анықтау үшін екі әдісті қолданамыз: мүмкіндік кернеу және мүмкіндік күш.
1 әдіс
Жазық жүйенің деформациясын қарастырып, абсолютті қатаң брусты «А» топсасына байланысты шексіз кіші бұрышқа бұрамыз. Брустың бойындағы В және С нүктелері вертикаль бағытта төмен қарай δВ және δС шамаларына орын ауыстырып В' және С' сәйкес келеді (3, б - сурет). Тік бұрышты үшбұрыштардың ұқсастығынан (АВВ' және АСС') В және С нүктелерінің орын ауыстыру шамалары бір-бірімен байланысы төмендегі теңдеумен өрнектеледі:
немесе
(2.6)
Деформациялардың шексіз кішілігін ескере отырып В және С нүктелерінің вертикаль орын ауыстыру шамаларын 2 және 3 стержендердің абсолтюттік бойлық деформацияларымен өрнектейміз:
, 
. (2.7)
(2.6) және (2.7) теңдеулерді бірге шеше отырып, аламыз:
. (2.8)
Гук заңы бойынша:
, 
. (2.9)
Онда (2.9) теңдеуін ескеріп,(2.8) теңдеуді келесі түрге келтіреміз:
. (2.10)
Бұл теңдеуге сандық мәндерді қоя отырып, аламыз (Е2 = Е3 = Е):
немесе 
. (2.11)
(2.3) және (2.11) теңдеулерінің көмегімен стержендердегі N2 және N3 бойлық күштерді Q арқылы өрнектейміз:
,
Осыдан 
, онда 
(2.12)
Стержендердегі кернеу:
, 
. (2.13)
Стержендердегі ең үлкен кернеуді (
) мүмкіндік кернеуіне [σ] теңеп жүк салмағының мүмкіндік мәнін [Qσ] анықтаймыз:
немесе 1280Q = [σ](2.14)
Осыдан 
.
2 әдіс
Жүк салмағын арттырғанда «2» стержендегі кернеудің мәні «3» стержендегі кернеуге қарағанда аққыштық шекке ерте жетеді. Бірақ, бұл стержендегі кернеудің мәні аққыштық шекке жеткеннен кейін көпке дейін өспейді.
Бойлық күш мәні:
. (2.15)
Жүк салмағының одан әрі өсуі «3» стержендегі кернеудің мәнінің аққыштық шекке жетуіне әкеліп соқтырады.
. (2.16)
Жүк салмағының ең үлкен мәні (Q = Qкт) жүйенің ең үлкен жүк көтергіштігі деп аталады.
(2.15) және (2.16) теңдеулерді (2.3) теңдеуге қойып, жүйенің ең үлкен жүк көтергіштігін анықтаймыз:
. (2.17)
Беріктік қоры коэффициенті К т = 1,5 болғанда, жүк салмағының мүмкіндік мәні[Qр]:
. (2.18)
Жүк салмағының қорытынды мүмкіндік мәнін анықтау үшін екі әдіс нәтижелерін салыстырамыз:
. (2.19)
Қорытынды:
1). Егер 
болса, онда пластикалық материалдан жасаған статикалық анықталмаған жүйені екінші әдіспен есептеу қажет. Себебі, бірінші әдіске қарағанда материал аз жұмсалады және жүйеде қалдық деформация болмауына толық кепілдік бар.
2). Егер 
болса, онда берілген жүйені екінші әдіспен есептеуге болмайды. Себебі, жүйеде қалдық деформация пайда болады.
Берілген есеп үшін 
, яғни 1,36 < 1,5
Онда [ Q ] = 
.
Сурет 3 – №1 есептеп-жобалау жұмысының есептеу сұлбасы
