почему сопромат такой сложный
Как я сдавал сопромат или наглость второе счастье
Пошла пора студенческих экзаменов, вот и я вспомнил как сдавал сопромат много лет назад.
Вот настал для меня день экзамена по этому предмету. Не сказать что я не знал совсем ничего, но за результат побаивался. Препод у нас был мужик с юмором, не зануда, интересный в общем. Вот перед началом экзамена он говорит: «Вчера сын из школы принес интересную загадку, и вам, энергетикам, она как раз очень близка. Она мне очень понравилась, давайте её вам расскажи, посмотрим, решите или нет». И рисует на доске эту задачку. Мы там что то начали говорить, пробовать ответить на нее. Он, видимо сам долго не мог на нее ответить, решил подстегнуть нас: «Кто ответит правильно на загадку, тому плюс балл».
Тут я, решил сыграть на его самолюбии говорю: А давайте плюс два балла! Сложная ведь такая загадка!. Он немного подумав и поулыбавшись, согласился.
Ну что ж, такой шанс! Надо браться за решение. Я подумав пять минут, с огромной улыбкой представляю ему правильный ответ. Препод немного не ожидал. Ответ правильный, все позавидовали, у меня плюс два балла!
Далее беру билет, сажусь писать на него ответ. Что-то я мог написать, на тройку-четверку бы точно наскрёб. Но я решил играть до конца:))
Говорю преподу: Если я не стану ничего писать и отвечать, какая оценка у меня будет?
Он: Разумеется «два», какая ж еще.
Я: Отлично! Тогда я воспользуюсь своими дополнительными двумя баллами, которые вы мне при всей аудитории обещали. Жду от вас «четверку» в зачетку!
Он малость прифигел. Да и остальные тоже. Никто не ожидал, что так может повернуться)) Но, делать нечего, мужское слово нужно держать.
И вот, я выхожу с экзамена через пятнадцать минут после его начала, ничего не написав и не ответив по предмету и «четверкой» в кармане:)))))) Ох, как же я был горд этой своей победой, логической победой:))))) Завидовали конечно мне)) А девочки смотрели светящимися глазами.
Да, детка!
Ну и для интересующихся, сама загадка. Не такая уж сложная:
Есть две комнаты. В одной на столе стоят три лампочки, в другой есть три выключателя. Каждый выключатель отвечает только за одну лампочку. Как определить какой выключатель относится к какой лампочке? Зайти в комнату с лампочками можно только один раз.
Если хотите сами решить, то не заходите в камменты, там уже ответ напишут)
Сдал сопромат?Можешь жениться!
В общем то в заголовке вся суть более менее ясна =)
Сегодня, 14 июня 2010 года (эту дату, думаю, буду помнить всю жизнь) мной был сдан некий предмет «Сопротивление материалов», в народе — сопромат.
Эта наука изучает сопротивление металлов при изгибе, кручении, сжатии, растяжении и прочей белабурды.Думаю это всем не очень интерестно, по этому не буду вдаваться в подробности этого предмета…да я их особо то и не знаю.
Почему же, спросите вы, сдал и можешь жениться?Да всё элементарно просто:этот предмет очень трудно сдать, точнее практически не возможно(с 1-3го раза).Да еще если учесть нашего преподавателя(Таршиз Юлий Давыдович), то сложность сдачи увеличивает в два, а то и в три раза(85 с чем то лет преподавателю дают о себе знать).Как я сдал его еще и с первого раза, до сих пор понять не могу.На экзамене достал практически всех с вопросами
:
-Сань, а в этой задаче как эпюра пойдет?
-Вань, помоги с этим вопросом?
-Тонь, можешь решить одну задачку?
и т.п. вопросов от меня было штук 20.Сидя на последней парте и доканывая всех от безысходности был похож на двоешника-школьника, который всегда был хилугином и которого всегда сажали на последнюю парту.
И как же все-таки сдал?
Думаю говорить, как я готовился к этому экзамену не стоит!А готовился я серьезно и с подходом!Как никак, а в выходные у друга было день рождение, которое отмечали в его деревне(об этой поездке напишу к б/ж)…с ящиками пива и вёдрами шашлыка-самый оптимальный набор для подготовки к экзамену =)Готовились весь вечер и ночь, часов так до 4-х утра…Я даже побоялся немного задиться за руль днем(просто на мне как отпечаток был «всю ночь учил сопромат»), думал гаишники не обрадуются.Но на этом я не остановился и даже после дня рождения нашел силы доготовиться дома =)в воскресенье, отходя от выходных, с бутылочкой пивка мне хватило 5-7 минут, что бы сфоткать пару похожих(которые, как я предполагал, будут на экзамене)задач и быть полностью увереным в успешную сдачу экзамена!
Для того, что бы допуститься к практической части(задачи), нужно было ответить теорию(2 теор.вопроса).У всех почти с группы были всякого рода шпаргалки, решенные билеты, лекции и т.п.Почти только я был лишь с одним телефоном.Зайдя в аудиторию, решил присесть сразу же на последнюю парту(как бы без палева штобы).Билеты было решено брать по порядку, т.е. я брал самый последний.Взяв билет, прочитав его(не разу их даже не видел), не много о#@ел(sorry).Понадобился примерно час, для того что бы найти ответы на эти вопросы в интернете(вопросы были так поставлены, что гугл просто взрывался).С трясущимися руками и про себя напевая молитву пошел сдаваться преподу.Отбирает у меня листки и задает 1й вопрос в билете.Как всегда из головы все повылетало, с запинками и оговорками пытался что то выжать из своего парализованного на тот момент мозга получил лишь одну фразу:
—Так…не знаешь…следующий вопрос-…
С тем же успехом, хотя даже с меньшим, отвечаю на второй вопрос-ответ тот же:
—Когда вы учить то будете?Ничерта ведь не знаете!Напиши формулу внецентренного…
Вроде что то вспомнил…в душе появилась какая-то искорка надежды(думаю щас увидит что хоть формулы то знаю)-начал писать, но препод даже дописать не дал, отобрал листок:
—Че за ахинею ты пишешь…2 тебе за теорию, ничерта не знаешь, ничего не учил, бездельник!но так и быть, билет тебе дам(с задачей)-иди решай!Какой вариант?
—16
—Свободен
Перед экзаменом успел сделать пару фоток с подобием решения задач(обычно такой подготовки мне хватало что бы сдавать экзамены и зачеты) и попытался решить по этому подобию.»Решал» часа 3, один из последних пошел сдаваться, после не долгой дискуссии с преподом(«аля вы нас так сами учили решать!я не знаю почему не правильно!»)получил вторую двойку, теперь уже в листок с задачами(хотя нарешал я там порядка 5 листов, даже все смотреть не стал).Разозлив преподавателя своей настойчивостью и упрямостью услышал:
—иди от сюда!кто ты там у меня?-смотрит в жунрал.
—Кругликов?Так Кругликов, я тебе ставлю(думал услышу эту цыфру в 3й раз) три(по началу думал послышалось, был уверен процентов на 90) и больше что бы ко мне не приходил и я тебя что бы не видел, обманщик!-подобных слов было раза в 3-4 больше и в том моём состоянии все запомнить было нереально.
Я решил убедиться, послышалось мне(на счет «три»)или нет-а все равно зачетку забирать, разворачиваюсь(а я уже уходить собирался за вещами), иду к нему и вижу…Начал копаться в поисках моей зачетки, открывает и ставит!
Выйдя из аудитории с ощущениями, просто не описуемыми.Подобные были лишь после секса или после сдачи на права =)
Итог:
Сдали 7-9 человек с нашей группы(
30 человек) и 3 человека с другой группы с потока(
Для студентов технических факультетов и вузов сопромат означает ни больше ни меньше огромный стресс и страх. Даже те, кто не знает, что такое сопромат, готовятся к тому, что его очень сложно сдать. На самом деле если студент будет ходить на все занятия и внимательно слушать преподавателя, то для него не составит сложности изучить сопромат.
Но в этой статье мы подскажем, как сдать сопромат ничего не зная. Прочитайте статью до конца, чтобы найти ответы на все свои вопросы.
Что такое сопромат
Кто должен сдавать сопромат
Как сдают сопромат в университете
Как сдать сопромат ничего не зная
Чего делать не нужно при сдаче сопромата
Как научиться строить эпюры по сопромату
Сколько раз можно сдавать сопромат
Как сдать сопромат – реальная история
Как пройти проверку уникальность по курсовой
Что такое сопромат
Сопромат – это сокращение от названия предмета «сопротивление материалов». Если говорить простыми словами, то сопромат – это соединение знаний по механике, высшей математике, физике и теории механики. Нужен сопромат для того, чтобы правильно распределить нагрузку на конструкцию, чтобы она не развалилась через пару дней от ветра, внутренней силы растяжения и тяжести материала. А теперь предоставим определение сопромата для ответа на экзамене. (постараемся объяснить попроще).
Этот предмет изучает устойчивость разных предметов, сооружений и конструкций. Необходимо понимать, что такие сложные сооружение, например, как мост, высотка, да и любые инженерные конструкции, не могут быть созданы от балды. Необходимо проводить серьезные расчеты и делать чертежи, чтобы выяснить надежность конструкции. Ее можно определить через вычисление трех факторов: жесткость, прочность и устойчивость.
Прочность – это вычисление, какую нагрузку сможет выдержать сооружение за определенный период. К примеру, чтобы стержень долгое время оставался прочным, его растягивающая сила не должна превышать определенного значения. Если она станет больше, то начнется процесс разрушения.
Жесткость – это способность конструкции по воздействием внешних нагрузок деформироваться на небольшом уровне. Их величина не должна превышать определенных значений, которые были установлены для конкретного сооружения.
Допустим, что прогиб балки будет меньше, либо равен установленному значению. Это значит, что балка будет жесткой. Однако если же прогиб окажется больше указанной величины, то условие жесткости не будет выполняться.
Устойчивость – это способность сооружения сохранять начальную форму упругого равновесия. Если нагрузки будут малыми, то система останется устойчивой. После спада нагрузки элементы приобретут прежнюю форму. Если же нагрузки будут превышать выявленное критическое значение, то элемент получит необратимую деформацию и не сможет вернуть прежнюю форму.
Чтобы конструкция была надежной в эксплуатации, необходимо ей придать рациональную форму, чтобы элементы могли отвечать всем трем факторам. Также важно, из какого материала будет сделано сооружение. Для этого нужно знать свойства материалов. Обязательно нужно разобраться в размерах, которые зависят от величины и характера действующих сил.
Иногда студенты считают, чтобы добиться надежности сопротивления конструкции внешним нагрузкам, стоит только увеличить размеры элементов сооружения. На самом деле это может сработать.
Однако когда собственный вес имеет огромную силу, действующую на конструкцию, увеличение размеров элементов приведет только к ухудшению и снижению факторов жесткости и прочности.
Для движущихся деталей механизма и машин увеличение размеров приводит к соответственному увеличению нагрузки. Также оно приводит к лишнему расходу материалов, что значительно повышает стоимость изготовления, транспортировки, монтажа и всей затратности на сооружение в целом.
Поэтому дополнительные факторы для все механических конструкций и статичных сооружений – это легкость и дешевизна.
Наука сопротивление материалов как инженерная дисциплина и раздел механики рассматривает методы расчета производства машин и сооружений с учетом их прочности, жесткости и устойчивости.
Сдать сопромат ничего не зная практически невозможно. Мы подскажем некоторые допустимые способы сдать экзамен, однако надеемся на вашу разумность. Если вы собираетесь работать по специальности, то прямо сейчас начните готовиться к экзамену, выполнять работы самостоятельно и учить учебник и конспекты.
Кто должен сдавать сопромат
Сопромат – это обязательный предмет для физиков, инженеров, строителей, математиков, некоторых электриков и других студентов технических направлений. Все они должны уметь вычислять, какими параметрами должно обладать сооружение в заданных условиях в течение определенного времени, чтобы быть надежным на практике.
Студенты электронщики и программисты обычно не сдают сопромат. Но иногда вместо него добавляют предмет под названием «прикладная механика», что на практике показывает тот же сопромат. Также дисциплина может скрываться под названием «несущие конструкции и механизмы ЭВА», что представляет собой единое целое из сопромата, теормеха и ТММ.
Однако «чистый» и самый сложный сопромат достается студентам инженерам и строителям. Они несут огромную ответственность за жизни людей, поэтому мы не советуем сдавать сопромат ничего не зная.
Как сдают сопромат в университете
Получить допуск к экзамену и сдать сопромат в университете очень непросто. Сначала студенту нужно сдавать расчетно-проектировочные работы, а также сделать все лабораторные работы по материаловеденью. Если к концу семестра у студента не будет сдана какая-либо работа, то допуск к экзамену он не получит.
Студент, конечно, может заказать работу у старшекурсников или просто у знакомых или на сайте. Однако некоторые преподаватели требуют защиты проекта и лабораторной. Поэтому необходимо хотя бы понимать, что за вас решили и начертили, чтобы объяснить преподавателю.
Сопромат сдать преподавателю очень сложно. Он будет «атаковать» вас разными вопросами не только по билету, но и просто по предмету. Поэтому важно не показывать свой страх и неподготовленность.
Нельзя сказать, что сопромат проходит, как-то необычно. Единственное – это то, что студентам придется сдать примерно 4-5 задач с построением эпюр. Это может быть действительно сложно, однако это основная практическая часть для лучшего понимания сопромата.
Экзамен же проходит по тому же сценарию, что и всегда. Студенту нужно принести зачетку, взять билет и ответить на вопросы.
На самом деле сдать сопромат можно легко. Несмотря на то что в народном творчестве сохранилась поговорка «Сдал сопромат – можно женится», нельзя сказать, что это нереальный предмет. Однако то, что к нему нужно готовиться заранее – бесспорно.
Если вы хотите сдать, сопромат ничего не зная, то читайте дальше.
Как сдать сопромат ничего не зная
Сдать сопромат практически ничего не зная нереально. Однако если у вас есть время подготовиться до экзамена, то нужно постараться. Давайте рассмотрим несколько способов, как выучить ответы на вопросы за несколько дней.
Если вам попадется именно тот билет, который вы не учили, то вспомнив хотя бы 2 строчки, вы сможете развить мысль и вспомнить оставшуюся информацию.
Некоторые преподаватели готовы помочь студентам, которые начали говорить правильный ответ, но запнулись. Они начинают задавать наводящие вопросы, либо подбирать примеры для развития мысли.
Попробуйте посмотреть краткий курс для вашей специальности в интернете. Встречаются такие ролики, которые простыми словами объясняют сложную и долгую дисциплину.
Эти техники помогут вам за пару-тройку дней подготовиться к самому сложному экзамену. Каждый раз, когда вы чувствуете, что запомнили ответ, помечайте его галочкой и больше не тратьте на него время.
Также вам нужно запомнить правила поведения на самом экзамене.
Таким образом, следуя простым советам успешных троечников, которые всегда получали «отлично», вы сможете сдать сопромат ничего не зная. Но используйте их только если не собираетесь работать по специальности. Иначе незнание может привести в будущем к ужасным последствиям.
Чего делать не нужно при сдаче сопромата
Перед сдачей сопромата ни в коем случае не нужно делать следующего:
Таким образом, даже если вы не смогли сдать сопромат ничего не зная с первого раза, то со второго, или третьего, или… какого-нибудь раза у вас точно получится. Не забывайте, что сопромат – это один из тяжелых предметов, поэтому сдать его трудно для большинства студентов. Однако бывают случаи, когда можно получить автомат самому. Расскажем реальную историю в конце статьи.
Как научиться строить эпюры по сопромату
Научиться строить эпюры по сопромату очень сложно. К сожалению, изложить краткий курс сопромата в данной статье мы не можем. Однако можем посоветовать посмотреть видео на хостинге Youtube, где преподаватели, профессоры и просто студенты доступным языком объясняют, как правильно строить эпюры.
Также можно заказать готовые работы по вашим задачам у студентов выпускников-отличников, либо у старшекурсников. Обязательно просите доходчиво вам объяснить, как была выполнена работа, чтобы в будущем самостоятельно защитить начерталку перед преподавателем.
Сколько раз можно сдавать сопромат
Сопромат в университете можно сдать и с 10, и с 15, и 20 раза. Все зависит от вашего преподавателя. Есть такие педагоги, которые специально заставляют студента, который пропустил пару занятий, «отрабатывать» хождением на экзамены.
Действительно, сопромат – это очень важный предмет для будущих строителей, инженеров и механиков. Поэтому очень важно вовремя понять его. После этого придется доказать преподавателю, что вы точно все поняли и готовы работать по выбранной специальности.
Преподавателя сопромата спрашивают, как у него проходит сдача экзамена
— А если студент ответит на вопрос?
— Я снова задам ему вопрос, он не ответит, мне станет все ясно, и я поставлю ему «неуд».
— Но если студент ответит и на второй вопрос?
— Опять задам ему вопрос, он не ответит, мне станет «все ясно» и все-таки поставлю «неуд» в зачетку.
— Но если и на третий, и на четвертый, и на пятый вопрос студент ответ?
— Я буду задавать ему вопросы, пока мне не станет все ясно.
Как сдать сопромат – реальная история
Итак, один мой знакомый был круглым отличником и закончил университет с красным дипломом инженерный факультет, а затем и строительный. Для него сопромат был достаточно сложным предметом, как и для всех других студентов. Однако он смог получить экзамен автоматом, как и еще пара человек с его факультета.
Как у него это вышло? Он просто посещал все занятия, поднимал руку и отвечал на вопросы преподавателя. По крайней мере старался отвечать. Показывал, что он внимательно слушал препода.
А еще он вовремя сдавал начерталки, т.е. не в последний момент, а сразу. Но при этом к экзаменам готовился, как все. Выучил честно только 35 вопросов из 40. И какого же было его удивление, когда преподаватель назвал его фамилию и сказал «автоматом 5».
Таким образом, чудо случается, если его действительно заработать. Поэтому если вы еще не прошли весь курс сопромата, то рекомендуем начать готовиться к экзамену уже сейчас.
Как пройти проверку уникальность по курсовой
Итак, что важнее сдать сопромат или курсовую? Конечно же, сдать сопромат. Поэтому все свободное время посвящаем подготовке к экзамену. А вот курсовую мы возьмем на себя. На нашем сервисе вы сможете повысить уникальность текста за 1 минуту до 80-90%. С помощью обработки документа текст не изменится. Просто скроются заимствования в документе от сервиса поиска плагиата.
Защищать курсовую вас, может, и не заставят, а вот оригинальность проверят. Поэтому вы тоже заранее проверьте, какой процент антиплагиата у работы через преподавательский сервис. Мы поможет узнать точный показатель через Антиплагиат ВУЗ.
Таким образом, вы сможете быстро и легко сдать свою курсовую.
Как мы выяснили, сдать сопромат ничего не зная очень нелегко, но возможно. Вы можете воспользоваться нашими способами и попробовать получить хорошую оценку. Но лучше всего, если вы сами поймете, что такое сопромат и для чего он нужен.
Сопромат — курс молодого бойца.
Всем привет!
Возможно, пост покажется несколько тяжелым для восприятия неподготовленным читателям, однако я бы настоятельно рекомендовал вооружиться ручкой, бумагой и найти в себе силы вдумчиво и с цифрами дочитать до конца.
Изложение теоретических основ в этой статье максимально упрощено и не претендует на академическую полноту, однако нижеизложенной теории достаточно для расчета надежных и безопасных конструкций для очень и очень многих сфер применения.
Частенько наблюдаю разного рода самодельные прессы, краны и прочие помогалки, которые люди делают для своих гаражей. И бог с ним, с уровнем исполнения, который как правило не выдерживает никакой критики. Но ведь часто весьма ответственные и потенциально опасные для жизни «оператора» конструкции делаются так, что становится очевидно — автор не имел ни малейшего представления о такой науке, как сопромат.
А между тем, применительно к гаражным поделкам сопромат очень прост, не сказать примитивен и требует всего лишь знания арифметики, ну или умения пользоваться калькулятором. Поэтому я решил написать коротенький цикл статеек, которые познакомят моих читателей, н еобладающих профильным образованием с азами расчета типовых конструкций. Тем же, кто сопромат учил но успел позабыть тоже будет полезно освежить знания, я считаю 🙂
Сразу предупреждаю, что материал будет предельно упрощен и не претендует на академичность. Однако, сведения изложенные в нем позволят гарантированно получать работоспособные и безопасные конструкции.
Для проведения расчета нам понадобятся справочные данные, которые я рекомендую брать из настолькой книги любого конструктора — Справочника Конструктора Машиностроителя под редакцией В.И.Анурьева.
Скачать можно здесь: dwg.ru/dnl/1894
Поскольку считать параметры гипотетических коней в вакууме ну совершенно не интересно, мы попробуем рассчитать такую полезную в гараже штуку, как пресс, вроде такого:
Начнем с деталей, работающих в самых неприятных условиях — с полки под деталь и верхней перемычки основной рамы. При работе пресса обе детали работают на изгиб, нагрузка на обе детали одинаковая (вспоминаем третий закон Ньютона) и с некоторым упрощением для обеих из них можно принять общую схему нагружения.
Открываем наш справочник на стр. 55, смотрим схему №5:
Похоже на наш случай? Очень даже похоже! И формулы для расчета предельных прогибов и моментов сразу даны, ничего самим изобретать не нужно.
Максимальный изгибающий момент в сечении нашей детали будет такой:
M=P*l/4
где:
М — изгибающий момент в сечении, кгс*м
l — расстояние между опорами, м
Теперь самое время определиться с материалом, из которого будем делать наш пресс. Оригинальничать не станем и будем считать, что делаем все из стального горячекатаного проката. Справочник говорит нам, что модуль упругости для стали 2.0-2.1МПа, но лучше все же ориентироваться на более жесткий отраслевой стандарт. Для металлических конструкций действует СП 16.13330.2011, который дает нам величину модуля упругости для стального проката, равную 2.05МПа.
Именно с этим значением будем работать дальше: Е=2.05МПа.
Тут стоит остановится на размерностях, которыми мы будем пользоваться в дальнейшем. Дело в том, что Анурьев оперирует килограмм-силами на квадратный сантиметр, а не мегапаскалями. Для удобства расчетов и ошибок с переводом одних единиц в другие давайте сразу договоримся, что будем все длины задавать в сантиметрах (да-да, как плотники, блин!), усилия в килограмм-силах а модуль упругости приведем к кгс/см2.
В одном МПа ни много ни мало 10,197кгс, то есть Е = 2,05*10^5*10,197 = 2 100 615 кгс/см2.
Итак, с модулем упругости определились. С усилием определиться тоже нет проблем — какой там у нас домкрат валяется? На 5 тонн? Вот и прекрасно, пишем Р = 5000кгс. Расстояние между опорами примем 40см, допустимый прогиб балок ограничим V=0,2мм.
Имеем полный комплект исходных данных:
Р=5000кгс;
V=0.02см;
l=40см;
Е=2 100 615 кгс/см2;
Подставляем в вышеизложенные формулы и получаем, что:
Jx=158,73(см4);
М=50000(кгс*см);
В принципе, расчет на жесткость у нас уже готов (да-да, совсем готов) — Jx как раз и нужен был нам для подбора сортамента по критерию допустимого прогиба. А вот над расчетом на прочность нужно еще немного поработать 🙂
Практически для любого популярного конструкционного материала выведены эмпирические значения допустимых внутренних напряжений, учитывающие такие вещи как режим нагружения конструкции и усталостную прочность материала. Обозначаются они буквой «сигма», далее я буду писать вместо нее «б».
Так вот, рекомендуемое значение допустимых напряжений для нашей стали мы можем найти в таблице 13, стр.61 нашего справочника:
Очевидно, что режим нагружения у нас пульсирующий, само нагружение «на изгиб». Самый популярный материал для проката Сталь 3.
Смотрим в табличку, видим что допустимые внутренние напряжения в таком случае не должны превышать 110МПа. Записываем:
б = 110(МПа) = 110*10,197 = 1121,68(кгс/см2);
Для окончательного подбора сортамента проката по условию прочности нам надо найти так называемый «Момент Сопротивления» сечения:
Wx=M/б(см3);
Wx = 50000/1121,68 = 44,576(см3);
Итак, после всех расчетов мы имеем:
1. Требуемый по условию жесткости момент инерции сечения Jx = 158,74(см4)
2. Требуемый по условию прочности момент сопротивления сечения Wx=44,567(см3)
Открываем справочник на странице 155, видим таблицу с парметрами стандартных горячекатаных швеллеров:
Прежде чем выбирать подходящую железку давайте вспомним, как именно будут устроены у нас балки: у нас планируется два одинаковых отрезка швеллера на КАЖДУЮ балку. Стало быть выбираем такой сортамент, который удовлетворяет условиям:
Jсорт>Jx/2;
Wсорт>Wx/2;
Почему я не учел этого нюанса еще при постановке задачи? Можно же было снизить сразу нагрузку вдвое (благо что она разделится между деталями балки поровну). Потому что в случае иной конструкции пресса балка может быть и цельная. Тогда, само собой, выбирать сортамент нужно будет по полным расчетным значениям!
Итак, поглядели в таблицу, видим что по условию жесткости нас устраивает швеллер 8П (Jсорт=89,4>158,74/2), он же замечательно подходит и по условию прочности (Wсорт=22,4>Wx/2).
Вот и замечательно, значит с материалом для верхней и нижней балок мы определились, чего и требовалось! 🙂
И заметьте, у нас точно ничего никуда не загнется и не развалится, и при этом мы обошлись минимально необходимым количеством материала — а это деньги, что немаловажно!
Прошлый раз мы более чем аргументированно выбрали материал для верхней и нижней балок, теперь пришло время поговорить о креплении нижней, переставляемой балки к раме пресса. Крепить будем как у всех — обопрем на пару круглых стержней.
При таком раскладе стержни работают на срез, но есть чисто конструктивные нюансы, которые следует учитывать при расчете. Основное это то, что вряд ли удастся обеспечить идеальную соосность отверстий в обеих швеллерах и при нагружении стержень нагрузится не равномерно с двух сторон (будет нагружен на срез в двух плоскостях), как это было бы в идеальном случае, а примет всю нагрузку в одной плоскости. Таким образом, принимая во внимание реальные условия эксплуатации изделия, целесообразно вести расчет на срез стержня в одной плоскости, не в двух. Это гарантированно обеспечит работоспособность конструкции вне зависимости от точности изготовления ее элементов.
Прошлый раз мы определились, что домкрат у нас развивает максимум 5000кгс усилия, стало быть на каждый из опорных стержней приходится по 2500кгс, так и запишем:
Р = 2500(кгс);
Условие прочности стержня на срез выглядит следующим образом:
Р/S = P/(бср*10,197);
Для того, чтобы определиться с допустимой величиной напряжений на срез бср воспользуемся уже известной нам табличкой из Анурьева:
Видим, что для нашего режима нагружения для любимой Ст.3 позволительно 50МПа. Подставляем в формулу и получаем:
S >= 2500/(50*10,197);
S >= 4,9см2;
Вспоминаем школьную геометрию — площадь круга считается так:
S = (pi*D^2)/4;
откуда
D = SQR(4*S/pi); SQR — корень квадратный из выражения в скобках, думаю программисты поймут 🙂
D = 2,499см;
Таким образом мы посчитали, что при самом-разсамом неудачном стечении обстоятельств пара стержней диаметром 2,5см гарантированно выдержит рабочие нагрузки в условиях эксплуатации.
Едем дальше, теперь надо прикинуть из чего можно запилить вертикальные стойки рамы пресса.
Обычно их делают из того же самого швеллера, что и балки, но мы вроде металл экономили? 🙂
Тут стоит остановиться на одной очень важной детали: стойки у нас не сплошные, а с отверстиями для перестановки опорных стержней по высоте. Эти отверстия являются так называемыми концентраторами напряжений — при нагружении детали в их окрестностях внутренние напряжения резко увеличиваются. Математически задача точного расчета сложнорешаема и займет небольшой учебник, написание которого ну никак не входит в мои планы. К счастью, для успешной практической работы это и не нужно — руководящий документ СП 16.13330.2011 однозначно оговаривает порядок расчета деталей из проката, работающих на растяжение и сжатие и имеющих отверстия-концентраторы.
Итак, эмпирическая формула для расчета отрезка проката с отверстиями под крепеж на растяжение имеет вид:
P/(Aн*У*брст) = Р/(У*брст*10,197);
Ан >= 2500/(1,1*90*10,197);
Ан >= 2,476см2;
Итого минимально необходимое сечение не издырявленного куска проката, который будет совершенно штатно работать при нашей нагрузке — 2.5см2. Этому, например, соответствует гнутый П-профиль с полкой 40х40мм и толщиной стенки 2.5мм. Однако не будем спешить — нам требуется соблюсти условие, при котором справедлива формула, а именно площадь отверстий под крепеж не более 25% площади сечения.
На каждую из стоек приходится пара отверстий диаметром скажем 30мм. Площадь проекции этих отверстий на сечение составляет 2*3*0,25=1.5см2, что сурово больше дозволенных нам 25% от чистой площади сечения. Поэтому смотрим на менее экзотический прокат — например на все те же швеллеры.
По конструктивным соображениям нам надо уместить в полках отверстия диаметром минимум 26мм. Смотрим с каким полками нам дают стандартный сортамент: у швеллера 8П высота полочки как раз 40мм, толщина полочки 7.4мм, сечение нетто 8,98см2. Площадь отверстий 2,6*0,74*2=3,848см2 — по прежнему существенно больше допустимых 25%, не годится такая железяка.
Вот это — типичная ситуация, когда расчеты говорят одно, а реальный мир диктует другое. В принципе, тут можно поступить очень изящно и сделать вертикальные стойки самому из двух равнополочных уголков, сваренных стяжками в форме швеллера.
К примеру, берем уголок №6 с полками по 60мм и толщиной стенки 5мм: пара отверстий диаметром 26мм отнимут площадь 2,6см2, сечение одного уголка 5,83см2, таким образом площадь концентратора составляет 22,3% от суммарной площади сечения двух уголков. Все необходимые условия соблюдены, а мы по прежнему обходимся без кусков рельсы в качестве несущих элементов 🙂
Подытожим проделанную работу:
1. В качестве опорных прутов мы будем использовать отрезки кругляка из Ст.3 диаметром 25мм.
2. Вертикальные стойки сварные из равнополочного уголка №6 с толщиной стенки 5мм.
Оба решения соответствуют критериям прочности и применимости расчетных формул, кроме того выбор материала стоек оптимизирован с точки зрения конструктива.
Прежде чем что то считать давайте определимся с типом крепежа и конструктивом рамы пресса — что именно и чем именно будем собирать то? С самого начала мы договорились, что делаем все по рабоче-крестьянски: детали рамы сверлить будем в лучшем случае на школьном сверлильном станке, а за метизами пойдем в ближайший хозмаг. В формализованном виде это значит, что у нас все соединения будут на болтах с зазором и фиксация деталей от смещения будет обеспечиваться только и исключительно силой трения в соединении.
Открываем второй том нашего любимого Анурьева на стр.805, видим такую картинку:
Там же ниже можем прочитать, что расчет ведется по следующей формуле:
Q = P/f = (pi*d1^2*бр)/4;
где:
Q — требуемая для исключения смещения деталей осевая сила (кгс);
Р — сила, сдвигающая детали друг относительно друга (кгс);
f — коэффициент трения;
d1 — диаметр впадин резьбы болта;
бр — допустимые для материала болта напряжения на растяжение;
Вроде все переменные уже знакомы и описаны за первые две части не один раз? Повторяться лишний раз не буду, лучше остановлюсь на специфике именно практического конструирования.
Во-первых, при расчете крепежа всегда следует давать запас по внешнему воздействию — в нашем случае мы увеличим сдвигающую силу на 30%. Этого вполне достаточно для гарантированной надежности.
Во-вторых, если вопрос экономии веса стоит не на первом месте, то всегда следует выбирать самые неудобные значения коэффициентов, влияющие на конечный результат. В нашем случае это коэффициент трения, который может варьироваться в огромных пределах в зависимости от того, как обработаны сопрягаемые поверхности и чем покрыты.
Считаем, что мы олени и залапали масляными руками стык при сборке — закладываем коэффициент трения 0.15. Это при том, что если собирать все чистыми руками, обезжирить и почистить от окалины хоть ершом, то можно легко выйти на коэффициент трения 0.3. А если отпесочим, то будет все 0.5. Но это все ответственность, культура производства, контроль сборки, а мы в колхозе… Принцип ясен?
Дальше — материал болта. Теоретически подкованный читаттель может воскликнуть — берем Ст.3, смотрим табличку в Анурьеве, берем оттуда напряжения, все как главой ранее!
В принципе, он прав, но в реальной жизни так не делают. В реальной жизни крепеж мы покупаем и из чего он на самом деле сделан одному богу известно. Зато у любого болта на шляпке всегда выбиты некие цифирки, вот эти:
Что это значит? Это маркировка так называемого класса прочности, сейчас мы с ней разберемся.
Нас интересуют две цифры через точку, к примеру как на картинке — 5,8. Так вот, первая цифра это 1/100 от предела прочности материала данного болта, выраженного в МПа. Вторая цифра — это отношение предела текучести к пределу прочности, помноженное на 10.
Нам нужен как раз предел текучести — именно это напряжение показывает нам, на сколько можно нагрузить болт осевой силой до того момента, как он «поплывет».
Применительно к нашему болту класса прочности 5.8:
5*100=500 МПа — предел прочности;
8*5*10=400 МПа — предел текучести;
Тут следует остановиться на специфике применения болтов. Конечно, так и подмывает сэкономить и грузить болт на всю катушку — до предела текучести. Собственно, так и делают иногда, к примеру крепление ГБЦ к блоку часто выполнено именно с выходом на предел текучести крепежа. Но подобное решение связано со строжайшим соблюдением технологии затяжки болтов — нужно обязательно контролировать момент затяжки, чтобы не проспать момент, когда болт начал «плыть». А мы в колхозе, там про динамометрический ключ со шкалой (щелчковый то не годится!) и слыхом не слыхивали даже, все тянут рожковым ключом с метровой трубой… Как быть?
Для такого случая вводится запас на неконтролируемую затяжку крепежа. Для относительно общеупотребительных болтов и средней руки дяди Васи запас обычно берут в диапазоне 2-4.
Вот только теперь, зная и учитывая это все можно приступать к выводу основных исходных данных для расчета.
Начнем со сдвигающей силы. Вообще, правильно это делать путем определения реакции опор, формулы для расчета даны в уже известной вам табличке со схемами нагружения. В нашем случае на каждый угол стойка — балка придется половина от усилия, развиваемого домкратом. Поскольку каждый угол это два стыка, то на каждый стык приходится 1/4 от развиваемого домкратом усилия.
Поскольку мы решили добавить для надежности 30%, то в цифрах все будет так:
Р = (5000*1,3)/4 = 1625кгс;
С коэффициентом трения определились ранее:
f = 0.15;
Предел прочности тела болта на растяжение примем с запасом 2.65:
бт = 400/2,65 = 150МПа;
Вот теперь у нас есть все необходимое для расчета минимального диаметра стержня болта, который выдержит требуемую нагрузку и затяжку даже самым невменяемым дядей Васей. Решаем самую первую формулу вокруг диаметра, получаем:
d1 = SQR(4*P/f*pi*бт);
d1 = SQR(4*1625/0,15*3,14*150*10,197);
d1 = 3,003см;
Повторюсь, это еще не диаметр болта, это диаметр самого тонкого места в стандартном болте! В нашем случае это диаметр дна впадин резьбы. Открываем первый том Анурьева на страничке 582, видим табличку:
Смотрим какой болт подходит нам по диаметру дна впадины резьбы — М36, вот и замечательно!
Вот теперь расчет болтов со всеми возможными запасами и перестраховками окончен и мы можем с уверенностью сказать, что если взять болты М36 основного шага и класса прочности 5.8, то наша конструкция гарантированно не развалится и ее не сможет сломать при сборке не то что дадя Вася с метровым воротком, но даже вместе с дядей Колей и поллитрой им это все равно не удастся 🙂
А между тем хочу обратить внимание читателей на тот факт, что если взять крепеж класса 8.8, коего в любой лавке навалом, то потребуются болты уже М27, а это сурово мельче и дешевле, чем здоровенные М36.
Ну а дальше — думайте сами, решайте сами, иметь или не иметь! (с)
На этом все, расчет пресса полностью закончен, можно покупать материал и пилить-варить-резать с полной уверенностью, что ничем никого не убьет. Как видите, сопромат применительно к гаражным поделкам — это совсем не сложно! 🙂