czwartek 27 listopada 2014 imieniny Waleriana i Wirgiliusza 1942 - Urodził się Jimi Hendrix
Do końca roku pozostało: 34 dni
Przedmioty zawodowe
Interaktywna mapa szkół
Język polski Historia WOS Sztuka (plastyka i muzyka) Języki obce Religia i etyka
Matematyka Fizyka i astronomia Chemia Biologia Przyroda Geografia Technika Informatyka
Przedmioty zawodowe WF Ścieżki edukacyjne Wychowanie przedszkolne Nauczanie zintegrowane Więcej
Obliczenia wytrzymałościowe elementów zginanych z wykorzystaniem arkusza kalkulacyjnego

Scenariusz 3

6. SCENARIUSZ 3

Temat: Obliczenia wytrzymałościowe elementów zginanych

6.1. Cele lekcji:
a) poznawcze:

  1. poznanie pojęć „naprężenia rzeczywiste” i „wskaźnik wytrzymałości na zginanie”;
  2. poznanie warunku wytrzymałości na zginanie;
b) kształcące:
  1. umiejętność sprawdzania warunku wytrzymałości;
  2. umiejętność doboru przekroju elementu przy danym sposobie obciążenia;
  3. ćwiczenia w posługiwaniu się tablicami gotowych profili;
  4. doskonalenie umiejętności obsługi komputera;
c) wychowawcze:
  1. wykształcenie poczucia odpowiedzialności za poprawność obliczeń konstruktorskich;
  2. uświadomienie celu ekonomicznego gospodarowania surowcami.

6.2. Metody prowadzenia lekcji:

  1. wykład,
  2. pogadanka,
  3. ćwiczenia,
  4. praca z komputerem.
6.3. Środki dydaktyczne:
  1. „Poradnik mechanika”,
  2. komputery PC,
  3. system operacyjny Windows '95,
  4. arkusz kalkulacyjny EXCEL 2000,
  5. program „Beleczka”.


    Zapisz plik beleczka.xls.

6.4. Przebieg lekcji.

6.4.1. Przypomnienie poznanych pojęć niezbędnych do wprowadzenia nowego tematu.
Powtórzenie wiadomości odbywa się w postaci pogadanki. Uczniowie przypominają takie pojęcia jak:

  1. definicja momentu gnącego,
  2. przekrój niebezpieczny,
  3. naprężenia rzeczywiste,
  4. naprężenia dopuszczalne,
  5. wytrzymałość materiału,
  6. liczba bezpieczeństwa,
  7. ogólny warunek wytrzymałości.
6.4.2. Wprowadzenie nowych pojęć.
Naprężenia rzeczywiste (nominalne) obliczamy jako stosunek momentu gnącego Mg do wskaźnika wytrzymałości na zginanie Wx.
Momenty gnące odczytujemy z wykresu. Obliczenia przeprowadzamy dla przekroju niebezpiecznego, czyli tego, w którym występuje maksymalny moment gnący.Wskaźnik wytrzymałości na zginanie obliczamy jako stosunek momentu bezwładności przekroju Jx do odległości skrajnych włókien od osi obojętnej e.
Wartości wskaźnika dla elementów produkowanych seryjnie odczytuje się z tablic, natomiast dla przekrojów nietypowych oblicza się, korzystając z twierdzenia Steinera.

Warunek wytrzymałości na zginanie:
Aby element zginany pracował bezpiecznie, naprężenia rzeczywiste (δ) muszą być mniejsze lub równe naprężeniom dopuszczalnym na zginanie (kg). Naprężenia dopuszczalne są charakterystyczne dla danego rodzaju materiału, ich wartość odczytuje się z tabel.
Obliczenia wytrzymałościowe elementów zginanych sprowadzają się do następujących przypadków:– sprawdzanie warunku wytrzymałości gotowych elementów przy zadanym sposobie i wartości obciążenia;
– dobór przekroju dla nowo projektowanego elementu, gdy znane jest jego obciążenie.

6.4.3. Sprawdzanie warunku wytrzymałości.
Na lekcji sprawdzimy wytrzymałość belki przedstawionej na rys. 1 dla różnych wartości obciążeń i znanego wskaźnika wytrzymałości. W tym celu w arkuszu „Belka G” uczniowie wprowadzają wartości wytrzymałości materiału, z którego wykonana jest belka, założoną liczbę bezpieczeństwa i wskaźnik wytrzymałości przekroju belki. W tabeli obserwują wyniki obliczeń. W zależności od wprowadzonych wartości pojawiają się komunikaty:
– bezpieczna praca belki,
– belka ulegnie zniszczeniu,
– belka nie spełnia warunku wytrzymałości.
Rys. 6 przedstawia przykładowe wyniki obliczeń dla stali konstrukcyjnej. Jeżeli chcemy sprawdzić wytrzymałość dla innego materiału, to jego wytrzymałość i założoną liczbę bezpieczeństwa wprowadzamy do komórek obramowanych kolorem zielonym.
MF1 [Nm]MF2 [Nm]MF3 [Nm]MMAX [Nm]Wx [cm3]δ [MPa]Wniosek
1480 17209601720 5 344belka ulegnie
zniszczeniu
100300300300 10 30 bezpieczna praca
belki

Rys. 6. Sprawdzanie wytrzymałości belek zginanych.
Po analizie wyników uzyskiwanych w gotowej tabeli uczniowie przechodzą do arkusza „Ćwiczenia”, gdzie samodzielnie tworzą wzory pozwalające sprawdzać wytrzymałość belki przedstawionej na rys. 3.

6.4.4. Dobór przekroju projektowanego elementu.
Aby dobrać wymagany przekrój dla elementu zginanego, należy obliczyć minimalny wskaźnik wytrzymałości, korzystając z warunku wytrzymałości na zginanie:
Uczniowie, korzystając z tabeli „Obliczanie wskaźnika wytrzymałości” w arkuszu „Belka G”, obliczają wymaganą wartość wskaźnika przy zadanych wartościach sił zewnętrznych. Następnie dobierają profil kształtownika, korzystając z tabel wyrobów hutniczych umieszczonych w „Poradniku mechanika”. W zeszytach zapisują wymiary charakterystyczne dobieranych przekrojów, m.in. teowników, dwuteowników, ceowników i rur, po czym analizują, który profil jest najkorzystniejszy ze względu na jego wymiary, wagę i koszt.

Uczniowie dokonują następnie analogicznego doboru, korzystając z arkusza „Tabele” w programie „Beleczka”. W tym celu arkusz kalkulacyjny wykorzystujemy jako kartotekową bazę danych. Uczniowie, korzystając z opcji „Filtr” w menu „Dane”, wyszukują w kolumnach ze wskaźnikami wartości równych lub większych od obliczonej.

6.5. Zadanie pracy domowej.
Jako pracę domową wszyscy uczniowie otrzymują do rozwiązania zadanie 271 ze „Zbioru zadań z mechaniki” Władysława Siuty i Stanisława Rososińskiego. Dla uczniów chętnych dodatkowo zadanie 274.





Autor: mgr inż. Alicja Jasińska,
Zespół Szkół Mechanicznych im. Jarosława Dąbrowskiego w Tomaszowie Lubelskim

Komentarze + Dodaj komentarz
  • Złość braku zadania, Tadeusz (odpowiedzi: 0)
  • Witam Serdecznie! Dość dobrze wyjaśnione te belki. Ale czemu nie ma belek (osie i wały DWUPODPOROWE). Może z moimi danymi coś, ktoś rozwiąże, bo siedzę i myślę i nic a w książkach wielki bajzel i nie na temat. Moje dane: kgo=80MPa PA=20KW PB=10KW DA=250mm DB=120mm DC=100mm a=150mm b=250mm c=400mm d=200mm n=1200 obr/min Alfa1=60* Alfa2=150* Alfa3=225* Prosiłbym o bardzo szczegółowe i proste rozwiązanie bym jakoś zrozumiał. Wrazie czego to uiu@vp.pl lub skype tadtadtad12 (czasami jestem). PROSZĘ ! i z góry dziękuję z poważaniem TADEUSZ !.
 
Nasi partnerzy:
MEN SchoolNet eTwinning Związek Powiatów Polskich PCSS
Cisco OFEK Przyjazna Szkoła Fundacja Junior FIO CEO
Parafiada net PR Orange IMAX Cinema City WSP TWP
IMAGE PPI-ETC ArcaVir Master Solution Device


Projekt Polski Portal Edukacyjny Interkl@sa
powstał i był realizowany w latach 2000-2011 dzięki wsparciu
Polsko-Amerykańskiej Fundacji Wolności.

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce Prywatności".


Pytania i uwagi: portal@interklasa.pl

Regulamin portalu /  Polityka prywatności /  Ochrona własności intelektualnej /  Zasady korzystania / 
Wyłączenie odpowiedzialności /  Biuro prasowe /  Zasady współpracy /  Redakcja /  Kontakt

Przejdź na stronę ucznia Przejdź na stronę nauczyciela Przejdź na stronę rodzica Certyfikat sieciaki.pl Przyjazna strona kidprotect.pl