Виталий Афанасьевич Жилкин - Определение перемещений в упругих системах 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

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
В УПРУГИХ СИСТЕМАХ
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
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 P.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»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
В УПРУГИХ СИСТЕМАХ

1. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ
Дано:
1)
2)
3)
4)

схемы балок и плоской рамы;
длины участков;
материал участков упругих систем (Ст. 3; [σ ] = 160 МПа).
загружения участков упругих систем.

Требуется:
1. Построить необходимые для расчетов на прочность и жесткость
брусьев упругих систем эпюры внутренних силовых факторов
(табл.1, 2, 3).
2. Определить опасное сечение.
3. Подобрать размеры поперечных сечений бруса из условия прочности
на изгиб

таблицы 1, 3 – кольцевое поперечное сечение с внешним D и
внутренним d диаметрами ( d / D = 0.8 );

таблица 2 – подобрать номер двутавра.
4. Определить прогиб и угол поворота сечения упругой системы методами:

аналитическим;

Верещагина;

Симпсона;

матричным,
в точке приложения сосредоточенной силы (таблица 1);
в шарнире и на свободном конце консоли (таблица 2);
в сечении, обозначенном точкой A (таблица 3).
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.
Все расчетные схемы выполнить в масштабе в одном из доступных графических редакторов.

3

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

Варианты заданий
Таблица 1

4

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

1

2

3

4

5

Схема

Размеры, м

Нагрузки

Вариант

№ п/п

Таблица 2

L1

L2

a1

a2

P
т

а

3

5

1

1

10

4

16

б

4

4

3

1

8

2

10

в

3

5

1

1

5

2

8

а

4

4

2

2

2

4

8

б

3

4

1

1

3

2

10

в

4

4

2

2

1

2

4

а

4

2

1

1

10

1

8

б

3

5

3

2

10

2

12

в

5

6

1

2

6

2

4

а

4

5

1

3

4

2

14

б

4

3

1

1

3

2

10

в

4

4

1

1

4

2

10

а

4

3

1

2

1

2

6

5

q
M
т/м т/м

6

7

8

9

10

Схема

Размеры, м

Нагрузки

Вариант

№ п/п

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство --">