Курсовая Применение законов, теорем, принципов и методов исследования статики, кинематики и динамики механических объектов, номер: 303957

"Содержание
Введение .............................................................................................. 4
1. Задание 1.Произвольная плоская система сил …… 7
2. Задание 2. Простейшие движения твердого тела..................... 8
3. Задание 3. Плоскопараллельное движения твердого тела.... 12
4.Задание 4. Дифференциальное уравнение движения материальной точки..……………………………………........ 16
5. Задание 5. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы.................................................................... 20
6. Задание 6. Принцип Даламбера.............................................. 25
Заключение………………………..…………………………… 29
Список использованных источников..………………………...........30
Выполнение курсовой работы способствует развитию творческого мышления, выработке системного подхода к исследуемым явлениям и процессам, формированию умения самостоятельно строить и анализировать математические модели различных систем. Помимо этого, при изучении теоретической механики вырабатываются навыки практического использования методов, предназначенных для математического моделирования статики, кинематики и динамики систем твёрдых тел.
Задание 1 Произвольная плоская система сил (задача С1) Жесткая рама закреплена в точках А и В с помощью неподвижного шарнира либо шарнирной опоры на катках или присоединена к невесомому стержню ВВ1 с шарнирами на концах. На раму действует пара сил с моментом М, распределенная нагрузка интенсивностью и две силы F ⃐_1, F ⃐_2 , направления и точки приложения которых указаны на рисунках.
Необходимо определить реакции связей в точках А и В, вызываемые действующими нагрузками и выполнить проверку правильности решения задачи.
Жесткая рама АВ (рисунок 1) имеет в точке А подвижную шарнирную опору на катках, а в точке В – неподвижную шарнирную опору.
Все действующие нагрузки и размеры (в метрах) показаны на рисунке.
Исходные данные: F1 = 36 кН, α=45°, F2 = 20 кН, β=30о, М = 10 кНм,
q = 5 кН/м.
Определить:– реакции в точках А и В, вызываемые действующими нагрузками; – выполнить проверку правильности решения задачи.
Задание 2 Простейшие движения твердого тела (задача К1) Механизм состоит из ступенчатых колес 1, 2, находящихся в зацеплении и 2, 3, связанных между собой ременной передачей, колесо 3 связано с зубчатой рейкой 4, груз 5 находится на конце нити, намотанной на шкив 1. Для момента времени t = 1с определить и изобразить на рисунке (без масштаба) скорости и ускорения точек А, В, С механизма, а также скорости и ускорения рейки 4 и груза 5, если заданы закон движения рейки φ2=2∙t2-5∙t и размеры колес. Исходные данные: R1=0.7м; r1=0.6м; R2=0.3м; r2=0.1м; R3=0.4м; r3=0.3м, закон движения рейки φ2=2∙t2-5∙t Определить: скорости и ускорения точек А, В, С механизма
Задание 3 Плоскопараллельное движения твердого тела (задача К 2) Плоский механизм состоит из трех или четырех стержней и одного или двух ползунов. Исходные данные: - угловая скорость и угловое ускорение кривошипа О1А: 1 = 2, 0 с-1; =3, 0 с-2 . - длина стержней механизма: 1 = 0,4 м; 2 = 1,5 м; 3 = 1,2 м; 4= 0,6 м; АС = ВС. Определить: В соответствии с заданными кинематическими параметрами ведущего звена механизма: 1) скорости указанных на рисунке точек и угловые скорости звеньев методом МЦС; 2) проверить найденные скорости точек, используя теорему о проекциях скоростей двух точек на прямую их соединяющую; 3) ускорение точки А механизма. Заданные угловую скорость и угловое ускорение кривошипа О1А считать направленными против хода часовой стрелки.
Задание4. Дифференциальное уравнение движения материальной точки (задача D 1) Груз движется из точки А (рисунок 1) с начальной скоростьюV ̅_0 по прямолинейному участку АВ длиной ℓ в течении t1с под действием постоянной силыF ̅ силы тяжести P ̅ Коэффициент трения скольжения груза на плоскости равен f. При движении на участке АВ груз испытывает сопротивление среды, заданное уравнениями R=V2. В точке В груз со скоростью V ̅_Bпокидает прямолинейный участок и совершая свободное падение в плоскости xBy под действием силы тяжести P ̅ в течение времени Tс попадает в точку С. Исходные данные: m=2кг; F=40H; =300; Vo=2 м/с;R=0.5V2l=2м, f= 0,14; d=10м, h=16м
Определить:,V0 Схема движения груза изображена на рисунке 1.
Задание 5 Теорема об изменении кинетической энергии механической системы (задача D 2) Механическая система под действием сил тяжести приходит в движениеиз состояния покоя. С учетом сил трения скольжения и сил сопротивления качению, приложенным к соответствующим телам механической системы, пренебрегая другими силами сопротивления и массами нитей, предполагаемых нерастя¬жимыми, определить скорость тела, номер которого указан в таблице исходных данных. Наклонные участки нитей параллельны соответствующим нак¬лонным плоскостям. В задании приняты следующиеобозначения: m1,m2,m3,– массы тел 1, 2, 3; R2, r2,R3,r3 – радиусы тел 2 и 3; si– линейное перемещение соответствующего тела;
i- угол поворота соответствующего катка; ,  – углы наклона плоскостей к горизонту; f – коэффициент трения скольжения; – коэффициент сопротивления качению; i2 – радиус инерции неоднородного катка 2. Каток 3 считать однородным диском, масса которого равномерно распределена по его поверхности. Исходные данные: m1 = 10 кг; m2 =4 кг; m3 = 3 кг; R2 = 0,3 м; r2 = 0,15 м;  =45 0; β =45 0; f=0.15; δ= 0,03; s1 = 0,3 м. Тело 2 – неоднородный диск с радиусом инерции i2 = 0,2 м Тело 3 - сплошной однородный цилиндр. Механическая система в исходном положении показана на рисунке (рисунок 1). Определить: ω3– угловую скорость и ускорение груза 3.
Задание 6. Принцип Даламбера (задача D3) Вертикальный вал, вращающийся с постоянной угловой скоростью закреплен подпятником в точке А и цилиндрическим шарниром в точке, указанной на рисунках. К валу жестко прикреплены невесомый стержень 1 с закрепленным на нем точечным грузом и однородный стержень 2. Пренебрегая весом вала, определить реакции внешних опор механизма в точках, указанных на рисунке. Исходные данные: – угловая скорость вращения механизма;
– длина невесомого стержня 1 , его масса ; – длина однородного стержня 2 , его масса ; – размер . – углы отклонения от вертикали: невесомого стержня – 300; однородного стержня – 600. Указания. Решение задач на определение реакций динамических внешних связей с использованием принципа Даламбера (метода кинетостатики) рекомендуется в следующей последовательности: – изобразить вал с присоединенными к нему стержнями 1 и 2; – приложить к телам системы действующие на них силы: (P_1 ) ̅– силу тяжести точечного груза, закрепленного на невесомом стержне 1; (P_2 ) ̅– силу тяжести однородного стержня 2; – внешние связи механизма заменить их реакциями; – определить силу инерции точечного груза и показать ее на чертеже; – определить равнодействующую сил инерции материальных точек однородного стержня и показать ее на чертеже; – наложить на механизм систему координат ; – составить уравнения кинетостатики для определения реакций внешних связей; – определить из полученных уравнений реакции внешних связей. Определить: реакции опор в точках А иD. Вертикальный вал (рис.10), закрепленный подпятником А и цилиндрическим шарниром в точке С, вращается с постоянной угловой скоростью . К валу в точке Е под углом жестко закреплен невесомый стержень 1 длиной с точечным грузом массой . В точке В под углом к валу жестко закреплен однородный стержень 2 длиной и массой . Расстояния АВ=ВС=CD=DE=0,5м. Определить реакции подпятника А и шарнира С.
Список использованных источников
1. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики: учебник. - Спб.: Лань, 2008. - 736 с.
2. Никитин Н.Н. Курс теоретической механики: учебник. - М.: Высшая школа, 2003. -719 с.
3. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике: учеб. пособие. - СПб.: Лань, 2005. - 448 с.
4. Кирсанов М.Н. Решебник. Теоретическая механика. -М.: Физматлит, 2008. -384 с.
5. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: учеб. пособие / Под ред. А.А. Яблонского. - М.: Интеграл-пресс, 2008. -384 с.
6. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики Ч.1. -М., 1996. – 424 с.
7. Сборник коротких задач по теоретической механике / О.Э. Кепе, Я.А. Виба, О.П. Гренис и др. СПб.: Лань, 2008. – 368 с.
8. В.Л Кегелес и др. Применение теорем об изменении кинетической энергии, общего уравнения динамики, уравнения Лагранжа 2 рода к механическим системам с одной степенью свободы: метод. указания и контрольные задания к самостоятельной работе по дисциплине «Теоретическая механика» для самостоятельной работы студентов дневной формы обучения по дисциплине «Теоретическая механика». – Краснодар.: КубГТУ,2002. – 26 с.
Библиографические ссылки на электронные ресурсы
1. Словарь по естественным наукам.
URL/http://slovari.yandex.ru/dist/gl_ natural (дата обращения
6.09.2012 г.).
"