ВВЕДЕНИЕ

Техническая механика является одной из важнейших дисциплин, изучаемых в средних специальных учебных заведениях. Она состоит из трех разделов: теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин.

Учебная программа дисциплины предусматривает изучение общих законов равновесия и движения материальных тел; основных методов расчета на прочность, жесткость и устойчивость деталей машин; изучение устройства, применения и основ проектирования деталей и сборочных единиц машин общего назначения.

Все знания и навыки, полученные учащимися при изучении технической механики, найдут применения при изучении специальных предметов, при курсовом и дипломном проектировании.

Изучение технической механики базируется на знаниях физико-математических и общетехнических дисциплин, таких как математика, физика, материаловедение и технология материалов, инженерная графика, нормирование точности и технические измерения.

Данные задания и методические указания используются для выполнения домашней контрольной работы №1.

Методические указания содержат краткие теоретические сведения по темам, примеры решения задач и задания для выполнения домашней контрольной работы №1, состоящие из пяти задач по темам: 1.1.2.1. Системы сходящихся сил; 1.1.2.2. Системы произвольно расположенных и параллельных сил; 2.4. Кручение; срез с кручением; 2.5. Изгиб.

При решении задач по технической механике учащимся понадобится умение решать системы уравнений первой степени с двумя и тремя неизвестными, следует также знать способы решения прямоугольных треугольников.

Выполняя различные чертежи, эскизы и схемы, учащийся должен строго соблюдать правила черчения, руководствуясь учебником по черчению и сборником ГОСТов 2.301-68.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Изучать курс технической механики необходимо в строгом порядке, предусмотренном учебной программой. Это обеспечит систематичность получаемых знаний и логическую связь между различными разделами и темами дисциплины.

Ведение конспекта обязательно. Только в этом случае можно получить прочные знания и навыки расчетов по всем разделам курса и успешно выполнять домашние контрольные работы, курсовой проект и сдать экзамены.

Работать с учебником рекомендуется в следующей последовательности:

- прочитать по учебнику материал всей темы;

- при вторичном чтении внимательно разобрать каждый узловой вопрос;

- записать основные определения, доказательства, правила и формулы, иллюстрируя выписки необходимыми схемами и рисунками.

Нет необходимости записывать вывод формул, достаточно указать принцип, на кото-

ром этот вывод основан.

После усвоения данной темы, в целях приобретения навыков, запоминания теорем,

основных расчетных формул или уравнений законов, необходимо разобрать примеры и задачи, которые помещены в учебнике, а затем решить ряд задач.

В качестве примеров записать решение двух, трех задач в конспект.

ВЫПОЛНЕНИЕ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

В процессе изучения дисциплины каждый учащийся должен выполнить две домашние контрольные работы.

Выполнить домашнюю контрольную работу №1 необходимо только после того, как изучена соответствующая тема и получены навыки решения задач. Задачи домашней контрольной работы даны в последовательности тем программы и должны решаться по мере изучения материала, постепенно.

Каждый учащийся выполняет пять задач в первой домашней контрольной работе и три задачи во второй, а также курсовой проект по разделу «Детали машин».

Вариант домашней контрольной работы №1 выдаёт преподаватель. Исходные данные к задачам, которые должен решить учащийся, приведены в таблицах 1-5 в соответствии с выданным вариантом.

Лабораторные работы, предусмотренные учебными планами заочного обучения, могут быть выполнены в периоды лабораторно-экзаменационных сессий или в течении учебных семестров.

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Домашняя контрольная работа, сдаваемая учащимися на проверку, должна быть выполнена и оформлена в соответствии со следующими требованиям.

Домашняя контрольная работа выполняется в отдельной школьной тетради (обычно в клетку). На обложке тетради пишется: наименование колледжа, наименование учебной дисциплины, номер домашней контрольной работы, номер варианта, фамилия, имя и отчество учащегося, его шифр, адрес учащегося и номер телефона.

Работа выполняется аккуратным почерком, с интервалами между строками (обычно через одну клетку). Для замечаний преподавателя следует оставить поле шириной не менее 40 мм, а в конце тетради одну, две страницы для рецензии. Можно записи решения задач выполнять на одной (правой) странице тетради, а левую страницу оставить чистой для замечаний преподавателя. При этом оставлять поля для замечаний на правой странице не надо.

Тексты условий задач необходимо переписывать обязательно. Рисунки к задачам должны быть выполнены точно в соответствии с требованиями черчения и только карандашом.

Решение задачи делится на пункты. Каждый пункт должен иметь подзаголовок с указанием, что и как определяется, по каким формулам или на основе каких теорем, законов, правил, методов.

Преобразование формул, уравнений в ходе решения следует производить в общем виде, а уж затем подставлять исходные данные. Порядок подстановки числовых значений должен соответствовать порядку расположения в формуле буквенных обозначений этих величин. После подстановки исходных значений вычислить окончательный или промежуточный результат. Вычисления производить с точностью до трех значащих цифр. Для обозначения основных общетехнических величин использовать только стандартные символы обозначения.

Проверить правильность всех вычислений, подставляемых в формулу значений, оценив правдоподобность полученного ответа, обратив особое внимание на соблюдение правильности размерностей.

Выполненную домашнюю контрольную работу необходимо своевременно выслать (сдать) в колледж.

После получения зачтенной работы учащийся должен внимательно изучить все замечания и ошибки, отмеченные преподавателем на полях тетради и в рецензии, проанализировать свои ошибки и доработать материал. Если работа не зачтена, то согласно указаниям преподавателя она выполняется заново полностью или частично.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1

Первую задачу следует решать после изучения тем 1.1.1. Основные понятия и аксиомы статики; связи и реакции связей и 1.1.2.1. Системы сходящихся сил.

В задачах этого типа рассматривается равновесие плоской системы сходящихся сил и требуется определить реакции двух шарнирно соединенных между собой стержней, удерживающих два груза. Таким образом к шарниру В, в каждой задаче приложены четыре силы, из которых две неизвестны.

Можно избрать три способа решения задач: аналитический, графоаналитический, графический. Для задач данного типа универсальным методом является аналитический.

Краткие теоретические сведения

Тема 1.1.1. Основные понятия и аксиомы статики; связи и реакции связей

Объектами изучения теоретической механики являются:

- материальная точка – геометрическая точка, обладающая массой (формой и размерами пренебрегают);

- абсолютно твёрдое тело – такое материальное тело, в котором расстояние между любыми двумя точками всегда остается неизменным.

Материальные тела находятся во взаимодействии друг с другом. Мера механического действия одного тела на другое называется силой.

Сила – величина векторная и характеризуется точкой приложения (местом контакта взаимодействующих сил), линией действия, величиной (модулем), направлением действия.

Е диницы измерения силы – 1Н (Ньютон), 1кН=1·10³Н.

Как всякий вектор, силу можно изобразить графически в виде направленного отрезка. Обычно начало или конец вектора силы совпадает с точкой приложения силы. Прямая, вдоль которой направлен вектор силы, называется линией действия силы.

Система сил – это совокупность сил, приложенных к данному телу.

Статика занимается изучением условий равновесия сил, но, кроме того, задачами сложения сил, т.е. заменами заданных систем сил более простыми эквивалентными системами, а также задачами разложения сил, т.е. заменами заданной силы эквивалентной системой сил.

Все теоремы и методы, с помощью которых решаются эти задачи, основываются на аксиомах статики.

Связи и реакции связей

Твердое тело называют свободным, если оно может перемещаться в пространстве в любом направлении (летящий воздушный шар).

Твердое тело называют несвободным, если его перемещение в пространстве ограничено какими-либо другими телами.

Все тела, которые так или иначе ограничивают перемещение данного несвободного тела, называют связями. Например, перемещение стула, стоящего на полу, ограничивается полом, для стула пол является связью. Движение шара ограничивается нитью, для шара связью служит нить.

Между несвободным телом и телом, осуществляющим связь, появляются силы взаимодействия. Сила, с которой связь действует на рассматриваемое тело, препятствуя его перемещению в том или ином направлении, называется реакцией связи.

Для определения реакций связи используют принцип освобождаемости от связей: не изменяя равновесия тела, каждую связь можно отобразить, заменив её реакцией.

Задача определения реакций связей – одна из основных задач статики, так как знание этих сил необходимо для создания прочных и работоспособных конструкций.

Реакции связей приложены к телу в точках соприкосновения тела со связью и направлены в сторону, противоположную той, куда связь не дает перемещаться телу.

Направление реакции связи зависит от типа связи, её расположения относительно тела и характера соприкосновения или соединения связи с телом.

Основные типы связей

1. Свободное опирание тела о связь

На рисунках тело изображено в виде бруса; связь заштрихована.

Во всех случаях реакция связи препятствует движению тела в направлении, перпендикулярном опорной поверхности.

2. Гибкая связь – это нити или цепи, которые считают условно нерастяжимыми.

Реакции нитей или цепей всегда направлены вдоль связей от тела к связи.

3. Стержневая связь – осуществляется при помощи жёсткого невесомого стержня произвольного очертания с шарнирными креплениями на концах. Реакция стержневой связи направлена по прямой, соединяющей концевые шарниры.

Шарнир – подвижное соединение тел, дающее им возможность свободно поворачиваться относительно друг друга (например, два тела соединяются между собой при помощи болта, пропущенного в отверстие этих тел).

Если стержень работает на растяжение, то реакция связи направлена от тела к связи.

Если стержень работает на сжатие, то реакция связи направлена от связи к телу.

4. Шарнирно-подвижная опора

Тело (брус) опирается на опорную поверхность не непосредственно, а через шарнир, поставленный на катки. Эта опора позволяет поворот вокруг оси шарнира и даёт небольшое линейное перемещение. П ри этом известны точка приложения реакции – центр шарнира и направление реакции – перпендикулярно опорной плоскости. Неизвестна лишь величина реакции.

5. Шарнирно-неподвижная опора

Д анная опора позволяет поворот вокруг оси шарнира и не дает никаких линейных перемещений (подшипники, дверные петли, оконные завесы). Известна точка приложения реакции – центр шарнира. Неизвестны: направление и величина реакции.

6. Жёсткая заделка (защемление)

З ащемление ограничивает любые перемещения тела (гвоздь, забитый в стену). Неизвестно: величина, направление и точка приложения. В этом случае появляется целая система сил реакций, которую обычно представляют в виде одной силы (сила реакции жёсткой заделки) и одной пары сил с моментом (реактивный момент). При решении задач их раскладывают на составляющие силы и моменты.