Виталий Афанасьевич Жилкин - Элементы прикладной и строительной механики сельхозмашин. Применение программ MathCAD, SCAD и MSC.Patran-Nastran 2005. Учебное пособие

В.А. ЖИЛКИН

ЭЛЕМЕНТЫ ПРИКЛАДНОЙ
И СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ
СЕЛЬХОЗМАШИН
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММ MATHCAD, SCAD
И MSC.PATRAN-NASTRAN 2005

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет»

В.А. ЖИЛКИН

ЭЛЕМЕНТЫ ПРИКЛАДНОЙ
И СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ
СЕЛЬХОЗМАШИН
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММ MATHCAD, SCAD
И MSC.PATRAN-NASTRAN 2005
Учебное пособие
Для студентов специальности 190206
Сельскохозяйственные машины и оборудование

Челябинск 2007
2

УДК 531.8: 631.3

Жилкин В.А. Элементы прикладной и строительной механики сельхозмашин. Применение программ MathCAD, SCAD и MSC.Patran-Nastran 2005. Учеб. пособие. - Челябинск: ЧГАУ, 2007. - 349.
Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов» инженерной подготовки по специальности 190206 «Сельскохозяйственные машины и оборудование» направления 190200 – «Транспортные машины и транспортно-технологические
комплексы». В нём описываются интерфейсы программных продуктов SCAD и
MSC.Patran-Nastran 2005, изучение которых не предусмотрено учебными планами
подготовки дипломированных специалистов по этой специальности, и излагаются методики создания стержневых, плоских и объёмных расчетных моделей тел и систем
тел.
На примере программ SCAD и MSC.Patran-Nastran 2005 реализуется идея
использования уже на младших курсах на факультетах сельскохозяйственного машиностроения современных проектно-вычислительных комплексов, применяемых в инженерной практике для расчетов и проектирования строительных и машиностроительных конструкций. Приведены инструкции по использованию программ SCAD и
MSC.Patran-Nastran 2005 при решении задач строительной механики стержневых
систем и плоских задач теории упругости.
Учебное пособие предназначено для студентов всех курсов специальности
190206 «Сельскохозяйственные машины и оборудование», аспирантов и инженернотехнических работников АПК.

Рецензенты

Рахимов Р.С. –доктор техн. наук, проф. (ЧГАУ)
Сапожников С.Б. - доктор техн. наук, проф. (ЮУРГУ)

Печатается по решению редакционно-издательского совета ЧГАУ

ISBN
 Челябинский государственный агроинженерный университет, 2007

3

1. ПРЕДИСЛОВИЕ
Сельскохозяйственной машине, как и всякому инженерному сооружению, при
её постройке должна быть обеспечена способность противостоять внешним усилиям,
которые могут на неё действовать в различных условиях её эксплуатации, без вреда
для её целостности. Обеспечение прочности сельскохозяйственной машины в течение
всего запланированного срока её службы является одной из основных задач проектировщика.
Наряду с этим сельскохозяйственной машине должна быть обеспечена необходимая жёсткость, т.е. способность противостоять действию внешних сил без недопустимых изменений формы элементов её корпуса.
Науку, имеющую своей целью дать конструктору рациональную базу для суждения о том, в какой мере будут обеспечены проектируемому сооружению необходимые прочность и жёсткость, принято называть строительной механикой. Те разделы
строительной механики, в которых рассматриваются прочность и жесткость именно
сельскохозяйственной машины как инженерного сооружения, составляют в своей совокупности строительную механику сельхозмашин, которая должна дать ответ на следующие три основных вопроса:
1) какие усилия могут действовать на данную машину в нормальных условиях
её эксплуатации и при всех тех случайных нагрузках, которым сельхозмашина неизбежно подвергается в процессе её эксплуатации (проблемой внешних сил);
2) какие напряжения и изменения формы вызываются в сельскохозяйственной
машине заданными внешними силами из числа тех, которые могут действовать на неё
по условиям её эксплуатации (проблемой внутренних сил);
3) какие напряжения и деформации сельскохозяйственной машины могут быть
допущены без вреда для её прочности и жёсткости (проблема допускаемых напряжений и перемещений).
Эти задачи строительной механики сельхозмашин в той или иной последовательности приходится рассматривать инженеру-проектировщику в своей практической
деятельности.
Данное пособие рассчитано на студентов младших курсов, и поэтому естественно начать изучение курса строительной механики сельхозмашин с задач, которые наиболее хорошо разработаны, допускают наиболее строгие решения, больше --">