Расчет элементов ферменно-стержневой конструкции

Пермский государственный технический университет

Кафедра МКМК

Группа ПКМ-03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Расчетно-пояснительная записка

ШЕН.ПКМ03.00.00.02

Тема: расчет элементов ферменно-стержневой конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент _______________  Шустова Е.Н.

Руководитель проекта _______________ Аношкин А.Н.

Проект защищен ______________ с оценкой ____________

Члены комиссии _______________ Чекалкин А.А.

 

 

 

 

 

Пермь, 2007

Пермский государственный технический университет

Факультет ____________________Аэрокосмический_____________________

Кафедра _____________________ МКМК_______________________________

Дисциплина __________________Строительная механика_________________

Курс_____________ 4__________ Группа_______ПКМ-03 ________________

Студент ______Шустова Е.Н.____Дата_________________________________

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема Расчет элементов ферменно-стержневой конструкции_______________

Краткое обоснование и основные цели проекта _____ Проектирование силовой конструкции представляет собой сложный многоступенчатый процесс, своеобразие которого определяется в основном двумя требованиями к конструкции: прочности или механической надежности, минимальной массы. Поиск путей увеличения прочности без увеличения массы или снижения массы без уменьшения прочности и составляют творческое содержание процесса проектирования силовой схемы конструкции ________

Перечень технических расчетов _______ расчет упругих характеристик слоистого композита по заданным характеристикам слоя; расчет сил в элементах фермы; определение критической нагрузки стержня; определение коэффициента запаса прочности. Определение массы; облегчение конструкции_______________________________________________________

Перечень работ, выполняемых на ЭВМ___ расчет упругих характеристик слоистого композита по заданным характеристикам слоя (mathcad)

 

Список основной литературы______ Балабух Л.И., Алфутов Н.А., Усюкин В.И. «Строительная механика ракет», 1984г; Лизин В.Т., В.А. Пяткин В.А. «Проектирование тонкостенных конструкций», 2003г____________________

Срок представления к защите ___________3.05.2007_____________________

Руководитель __________________ Аношкин А.Н.

Студент __________________ Шустова Е.Н.

Содержание

 

Введение

Основная часть

  I.  Исходные данные

1.  постановка задачи

2.  исходные материалы

3.  физико-механические свойства

4.  геометрические размеры

  II.  теоретическая часть

1.  модель конструкции

2.  свойства углепластиков

  III.  расчетная часть

1.  расчет упругих характеристик слоистого композита по заданным характеристикам слоя

2.  расчет сил в элементах фермы

3.  определение критической нагрузки стержня

4.  определение коэффициента запаса прочности. Определение массы.

5.  облегчение конструкции

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

 

Данный курсовой проект содержит основы проектирования ферменно-стержневой конструкции. Работа основана на аналитических методах и поэтому, на первый взгляд, при современных возможностях исследования прочности на основе универсальных методов может показаться несовременной. Между тем основное преимущество аналитических методов исследования состоит в том, что онидают ясное представление о взаимосвязи параметров конструкции с ее несущей способностью, возможностью параметрического анализа и формулировки новых закономерностей. Кроме того (и это главное), современными универсальными пакетами нетрудно рассчитать любую конструкцию, но перед проектантом стоит другая задача: как быстро и грамотно определить параметры конструкции минимальной масс, принять рационально конструкторские решения?

Проектирование силовой конструкции представляет собой сложный многоступенчатыйпроцесс, своеобразие которого оределяется в основном двумя требованиями к конструкции: прочности или механической надежности, минимальной массы. Эти два требования – взаимопротиворечащие, так как, очевидно, проще всего обеспечить механическую надежность, увеличив массу, и , соответсвенно, снизить массу конструкции, уменьшив запасы прочности. Поиск путей увеличения прочности без увеличения массы или снижения массы без уменьшения прочности и составляют творческое содержание процесса проектирования силовой схемы кострукции.[5]

Основная часть

 

 

I.  Исходные данные

 

1.  Постановка задачи

Проверочный расчет на прочность заданной конструкции, определение запасов прочности конструкции в исходном варианте, оценка возможности облегчения конструкции - рациональное проектирование элементов конструкции (стержней), при условии варьирования толщиной (количество слоев), схемой намотки, геометрией поперечного сечения. Форму конструкции и число стержней менять нельзя.

2.  Исходные материалы

·  Углепластик КМУ 4Л

·  Углепластик на основе препрега К

3.  Физико-механические свойства материалов

·  Плотность

Углепластик КМУ 4Л γ_а = 1,5 г/см³

Углепластик на основе препрега К γ_b= 1,7 г/см³

·  Модуль упругости при растяжении вдоль волокон

Е_а1 = 140 ГПа

Е_b1 = 210 ГПа

·  Модуль упругости при растяжении поперек волокон

Е_а2 = 8 ГПа

Е_b2 = 8 ГПа

·  Модуль сдвига в плоскости

G₁₂ = 4 ГПа

·  Коэффициент Пуассона

ν₁₂ = 0,25

·  Сила тяги

F₁ = 10787 Н

·  Сила, возникающая от смещения вектора тяги

F₂ = 0,1 F₁ = 1078 Н