Контрольная работа по "Сварные конструкции"

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Кафедра сварочного производства

Контрольная работа

по дисциплине: «Сварные конструкции»

Вариант №1

Выполнил:      

Проверил:      

Содержание:

1.        Цель работы.        3

2.        Условие задачи        3

3.        Описание сварочной конструкции.        3

4.        Решение        4

5.        Анализ расчетных усилий.        10

6.        Конструкция фермы.        10

7.        Компоновка узлов        12

8.        Список использованной литературы        13

1. Цель работы.

Рассчитать усилие методом вырезания узлов в стержнях сварной фермы, представленной на рис. 1.

[pic 1]

Рис. 1. Сварная ферма

1. Дано:

 = 20 кН;  = 5 кН;  = 200 кН; [pic 2][pic 3][pic 4]

а = 2м; а =  ; β =  - а =  ; к = 0,4.[pic 5][pic 6][pic 7]

Рассчитать усилие методом вырезания узлов сварной фермы с параметрами.

1. Описание сварочной конструкции.

Фермой называют систему стержней (обычно прямолинейных), [pic 8]соединенных между собой в узлах и образующих геометрически неизменяемую конструкцию. Сварная ферма - это набор стержней, в котором к каждому из элементов приложено только осевое усилие - на сжатие или на разрыв. Благодаря этому общую работу стальной сварной фермы можно рассматривать как сопротивление каждого отдельного элемента фермы сжатию-разрыву.

Данная ферма плоская треугольная, состоящая из верхнего и нижнего поясов, двух стоек и двух раскосов.

1. Решение

Дополнительные построения

Вносим дополнительные построения и обозначаем согласно выбранного варианта самостоятельной работы. Обозначаем узлы фермы заглавными буквами. Присваиваем каждому стержню свой порядковый номер: АВ - 1; АС - 2; ВС - 4; BD - З и так далее. Указываем направление осей ОХ и ОУ. Обозначим направление сил реакций опор фермы. Определяем все углы между стержнями. Результаты преобразований представлены на рисунке 2.

[pic 9]

Рис.2. Сварная ферма.

Метод вырезания узлов.

После построения дополнений приступаем непосредственно к расчету усилий в стержнях методом вырезания узлов. Нагрузка в ферме определяется таким образом, что стержни фермы, в основном, испытывают деформации растяжения, чем сжатия. Для определения возможных деформаций в конструкции применяем метод вырезания узлов фермы. Этот метод заключается в следующем: выделяем и мысленно вырезаем узлы с прилегающими к нему стержнями и считаем, что система находится в равновесии; указываем направление осей ОХ, ОУ; вместо стержней обозначаем усилия под соответствующим номером и направлением их от узла. Составляем два уравнения равновесия в виде проекций сил на ось ОХ и ОУ. Так как уравнения только два, то и расчет начинаем с узла, в котором имеются максимум два неизвестных усилия. Последовательно переходя от узла к узлу определяем усилия во всех стержнях сварной фермы. Но прежде необходимо определить реакции опор фермы  и .[pic 10][pic 11]

Определение реакции опор фермы.

Для определения реакций опор фермы составляем два уравнение равновесия моментов сил, одно относительно точки А, другое относительно точки Н.

Решая эти уравнения определяем соответствующие реакции опор фермы

∑[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

∑[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

Реакции опор Н и А соответственно равны = 145 kH, = 80 kH.[pic 18][pic 19]

Определение усилия в стержнях фермы.

Приступая к определению усилий в стержнях данной фермы, необходимо определить с какого узла начнем наш расчет. Выбираем узел фермы, имеющий минимальное количество (не более двух) стержней с неизвестным в них усилием. В нашем случае это будет узел А. Вот с него и начнем наш расчет усилий методом вырезания.