- •Министерство образования и науки российской федерации иэуп
- •Казань 2012
- •Введение
- •Цель освоения дисциплины
- •Место дисциплины в структуре основной образовательной программе высшего профессионального образования
- •Результаты образования, формируемые в процессе освоения дисциплины
- •Общие рекомендации по работе над дисциплиной «техническая механика»
- •Самостоятельная работа с книгой
- •Самопроверка
- •Выполнение упражнений и решение задач
- •Контрольное задание
- •Консультации
- •Методические указания по изучению дисциплины «техническая механика»
- •Раздел 1. Основные понятия
- •Раздел 2. Внутренние усилия, построение эпюр
- •Раздел 3. Геометрические характеристики
- •Раздел 4. Теория напряженного состояния
- •Раздел 5. Теория деформированного состояния
- •Раздел 6. Растяжение и сжатие
- •Раздел 7. Расчет гибких нитей (проводов)
- •Раздел8. Плоский изгиб, расчет на прочность
- •Раздел 9. Перемещения при изгибе
- •Раздел 10. Сдвиг икручение
- •Раздел 11. Сложное сопротивление
- •Раздел 12. Теории прочности
- •Раздел 13. Усталость материалов при циклических нагрузках
- •Раздел 14. Энергетические способы определения перемещений
- •Варианты контрольного задания
- •Правила выполнения и оформления контрольных заданий
- •Задания к контрольной работе
- •Примеры выполнения задания 1
- •3 Участок (рис. 11): ,1,5 м;
- •Задание 2 определение геометрических характеристик составного поперечного сечения
- •Пример выполнения задания 2
- •Задание 3 расчет балки на прочность и жесткость
- •Пример выполнения задания 3
- •Задание 4 расчет на изгиб с кручением
- •Пример выполнения задания 4
- •Оглавление
Консультации
При возникновении затруднений при изучении теоретического материала дисциплины, ответах на вопросы для самопроверки, решении задач и выполнении контрольной работы студент может обращаться за консультацией к преподавателю университета. При невозможности получения устной консультации студент может обратиться за письменной консультацией.
ЛЕКЦИИ
Учебным планом предусмотрены установочные и обзорные лекции. Установочные лекции проводятся перед началом изучения дисциплины с целью ознакомления студентов с ее содержанием и методикой изучения. Обзорные лекции, практические и лабораторные занятия проводятся в период экзаменационной сессии после самостоятельного изучения дисциплины для систематизации знаний, полученных в процессе изучения, и ответа на возникшие при этом вопросы.
ЭКЗАМЕН
По программе дисциплины предусмотрена сдача экзамена в 4-м семестре. К сдаче экзамена допускаются студенты, выполнившие контрольную работу и имеющие зачет по лабораторным занятиям.
2. САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ
Раздел 1
Основные понятия
Общие сведения о механике твердого деформируемого тела. Изучаемые объекты. Реальная конструкция и ее расчетная схема. Основные гипотезы механики материалов и конструкций. Нагрузки и их классификация. Основные виды деформаций. Опоры, связи, степени свободы. Определение опорных реакций. Статически определимые и статически неопределимые системы.
Раздел 2
Внутренние усилия, построение эпюр
Внутренние усилия. Метод сечений. Внутренние усилия при растяжении и сжатии. Внутренние усилия при кручении. Внутренние усилия при изгибе. Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, перерезывающей силой и распределенной нагрузкой. Построение эпюр внутренних усилий. Понятие напряжение. Нормальные и касательные напряжения. Связь между внутренними усилиями и напряжениями. Теорема о парности касательных напряжений.
Раздел 3
Геометрические характеристики плоских сечений
Статический момент и центр тяжести сечения. Осевой момент инерции. Полярный момент инерции. Центробежный момент инерции. Зависимость между моментами инерции при параллельном переносе осей. Зависимость между моментами инерции при повороте осей. Главные оси и главные моменты инерции. Вычисление моментов инерции сложных сечений.
Раздел 4
Теория напряженного состояния
Понятия напряженного состояния в точке и его виды. Главные площадки и главные напряжения. Плоское напряженное состояние. Экстремальные касательные напряжения. Площадки сдвига. Закон Гука при одноосном напряженном состоянии и обобщенный закон Гука. Закон Гука при сдвиге. Потенциальная энергия при объемном напряженном состоянии.
Раздел 5
Теория деформированного состояния
Понятие деформированного состояния в точке. Перемещения и связь между перемещениями и деформациями. Уравнения Коши. Экспериментальное определение деформаций и напряжений методом тензометрии.
Раздел 6
Растяжение и сжатие
Напряжения и деформации при растяжении и сжатии. Термические деформации и напряжения. Потенциальная энергия упругой деформации. Механические испытания образцов на растяжение и сжатие. Предельное состояние и допускаемые напряжения.
Раздел 7
Расчет гибких нитей (проводов)
Гибкие нити под действием распределенной нагрузки. Зависимость
изменения длины нити вследствие ее натяжения и сезонных колебаний температуры. Определение максимального провеса. Расчет на прочность.
Раздел 8
Плоский изгиб, расчет на прочность
Основные понятия. Прямой чистый изгиб. Составные балки из различных материалов. Прямой поперечный изгиб. Формула Журавского. Расчет на прочность балок из пластичных и хрупких материалов. Понятия об оптимальных поперечных сечениях.
Раздел 9
Перемещения при изгибе
Прогибы и углы поворота сечений в изогнутой балке. Приближенное дифференциальное уравнение изогнутой оси балки и его интегрирование. Постоянные интегрирования. Метод уравнивания постоянных интегрирования при нескольких участках интегрирования. Метод начальных параметров. Расчет на жесткость. Понятия об оптимальных поперечных сечениях.
Раздел 10
Сдвиг и кручение
Практические расчеты разъемных и неразъемных соединений, работающих на сдвиг и смятие. Кручение. Расчет на прочность и жесткость круглых валов. Особенности расчета на прочность и жесткость стержней некруглого поперечного сечения. Понятия об оптимальных поперечных сечениях.
Раздел 11
Сложное сопротивление
Косой изгиб. Внецентренное растяжение-сжатие. Совместное действие изгиба и кручения валов круглого поперечного сечения.
Раздел 12
Теории прочности
Постановка вопроса. О новых теориях прочности. Критерии прочности и пластичности. Рабочие теории прочности.
Раздел 13
Усталость материалов при циклических нагрузках
Основные характеристики циклического нагружения. Природа разрушения при циклических нагрузках. Кривая Усталости и предел выносливости. Прочность в условиях симметричного и несимметричного циклов нагружения. Влияние концентрации напряжений, состояния поверхности и размеров на сопротивление усталости.
Раздел 14
Энергетические способы определения перемещений
Потенциальная энергия в общем случае нагружения стержня. Обобщенные силы и обобщенные перемещения. Теорема Кастильяно. Формула Максвелла-Мора. Способ Верещагина.
3. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЙ
Лекция 1. Обзорная лекция по разделам «Основные понятия» и «Внутренние усилия, построение эпюр» (2 часа).
Лекция 2. Обзорная лекция по разделам «Теория напряженного и деформированного состояния» (2 часа).
Лекция 3. Обзорная лекция по разделам «Геометрические характеристики плоских однородных сечений» и «Прямой изгиб» (2 часа).
4. СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
Занятие 1. Испытание образцов на растяжение из пластичного материала с записью диаграмм растяжения (2 часа).
Занятие 2. Определение напряжений при прямом изгибе (2 часа).
5. ЛИТЕРАТУРА
а) основная литература:
1. Павлов П.А. и др. Сопротивление материалов. Учебное пособие. СПб.: Лань, 2007.- 560 с.
2. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. Учебник.- М.: Высшая школа, 2004. - 560 с.
3. Молотников В.Я. Сопротивление материалов. Учебное пособие.- СПб.: Лань, 2006.- 380 с.
б) дополнительная литература
4. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. Учебник, 4-е изд.- М.: Высшая школа.1989.
5. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука.1976.
6. Петрушенко Ю.Я., Ларионов Н.Г. Конспект лекций по курсу «Теоре-тическая механика. Ч. 2». 2-е изд., дополн. – Казань: 2006.
7. Ларионов Н.Г., Петрушенко Ю. Теоретическая механика. Ч.2. Тех-ническая механика. Пособие по выполнению контрольного задания №1. Учеб. пособие. – Казань: 2009.
8. Ларионов Н.Г., Петрушенко Ю. Теоретическая механика. Ч.2. Тех-ническая механика. Пособие по выполнению контрольного задания №2. Учеб. пособие. – Казань: 2009.
9. Ларионов Н.Г., Петрушенко Ю. Теоретическая механика. Ч.2. Тех-ническая механика. Пособие по выполнению контрольных заданий №3, №4. Учеб. пособие. – Казань: 2009.
10. Ларионов Н.Г., Петрушенко Ю. Я Теоретическая механика. Ч.2. Тех-ническая механика. Содержание аудиторных занятий. Учеб.- метод. пособие. – Казань: 2007.
11. Михайлов В.Н, Петрушенко Ю.Я., Шешуков Е.Г. Расчет брусьев на прочность, жесткость и устойчивость. Учеб. пособие по курсу «Техническая механика».- Казань: 2003.
12. Попов Ю.Г. Техническая механика. Конспект лекций. Казань: 2004.
13. Михайлов В.Н. Лабораторный практикум по курсу «Техническая механика». Казань: 2003.
14. Васильев В.В. Конспект лекций по технической механике. Учебное пособие. Казань: 2010.
15. Ицкович Г.М., Минин Л.С., Винокуров А.И. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. Учебное пособие для вузов..- М.: Высшая школа, 2001. - 592 с.