Виталий Афанасьевич Жилкин - Расчет на прочность и жесткость пространственного бруса при сложном сопротивлении в программных продуктах MathCAD, SCAD и MSC.Patran-Nastran-2005: методические указания

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ
И ОБРАЗОВАНИЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра сопротивления материалов

Утверждаю.
Проректор по УР
А.Патрушев

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО БРУСА
ПРИ СЛОЖНОМ СОПРОТИВЛЕНИИ
в программных продуктах
MathCAD, SCAD и MSC.Patran-Nastran-2005
Методические указания

Челябинск
2008

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Методические указания предназначены для студентов 2-го курса специальности
190206 «Сельскохозяйственные машины и оборудование» направления
190200 – «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы», изучающих курс «Сопротивление материалов».
На примере программ MathCAD, 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. Приведена инструкция по использованию программ
MathCAD, SCAD и MSC.Patran-Nastran-2005 при решении задач прочности пространственного бруса при сложном сопротивлении.
Методические указания могут быть полезны студентам всех курсов специальности 190206 «Сельскохозяйственные машины и оборудование», аспирантам и инженерно-техническим работникам АПК.

Составитель
Жилкин В.А. - докт.техн.наук, профессор (ЧГАУ)

Рецензенты
Сапожников С.Б. - докт. техн. наук, проф. (ЮУрГУ)
Рахимов Р.С. - докт. техн. наук, проф. (ЧГАУ)

Печатается по решению редакционно-издательского совета ЧГАУ

© ФГОУ ВПО "Челябинский государственный агроинженерный университет", 2008.

2

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО БРУСА
ПРИ СЛОЖНОМ СОПРОТИВЛЕНИИ1
1. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ2
Дано:
1) схема пространственного бруса;
2) длины его участков;
3) форма поперечного сечения на каждом участке; основными формами
поперечных сечений являются: круглая, квадратная и прямоугольная;
4) расположение и значение внешних сил;
5) значение допускаемого напряжения [σ ] для материала системы на
растяжение и сжатие.
Требуется:
1) построить эпюры нормальной силы N , крутящего момента Mk и изгибающих моментов M y и Mz относительно главных центральных
осей поперечных сечений;
2) определить положение нейтральной оси в наиболее нагруженном сечении;
3) подобрать размеры указанных форм поперечных сечений на каждом
участке бруса и проверить их прочность;
4) определить перемещения границ участков пространственного бруса.
Примечание
Вычисления выполнить в системах MathCAD, SCAD и MSC.Patran.
Результаты решения, полученные в системах SCAD и MSC.Patran,
использовать как контрольные для проверки правильности решения задачи в системе MathCAD.

Варианты заданий
Необходимые для расчета данные приведены в табл.1. Варианты заданий обозначены двумя цифрами, разделенными точкой. Первая цифра варианта указывает номер расчетной схемы стержневой системы на рис.1.

1

Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. – М.: Высш. шк., 1989. – 624 с.; Справочник по
сопротивлению материалов / Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. – Киев: Наук. думка, 1988. 736 с.; Тимошенко С.П. Механика материалов. – М.: Мир, 1976. – 670 с; Биргер И.А., Мавлютов Р.Р.
Сопротивление материалов. – М.: Наука, 1986. – 560 с.; Окопный Ю.А., Радин В.П., Чирков В.П. Механика материалов и конструкций. М.: Машиностроение, 2002. – 436 с.; Жилкин В.А. Расчеты на прочность и жесткость элементов сельскохозяйственных машин. Челябинск, ЧГАУ, 2005. – 435 с.; Жилкин
В.А. Элементы прикладной и строительной механики сельхозмашин. Челябинск, ЧГАУ, 2007. – 350 с;
Сборник задач по сопротивлению материалов с теорией и примерами / Под ред. А.Г. Горшкова, Д.В.
Тарлаковского. – М.: Физматлит. 2003. – 632 с.
2
Расчетные и курсовые работы по сопротивлению материалов / Ф.З. Алмаметов, С.И. Арсеньев, С.А.
Ергалычев и др. – М.: Высш. шк., 1992. – 320 с.

3

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

№ --">