Рабочая тетрадь составлена для студентов дневного отделения специальностей 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», 160706 «Производство авиационных двигателей», 151901 «Технология машиностроения» для использования в качестве конспекта по дисциплине «Техническая механика».

Рабочая тетрадь включает в себя теоретический и практический материал по темам теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин, что соответствует требованиям базового уровня обязательной подготовки студентов по дисциплине. При изучении дисциплины действует модульно-рейтинговая система обучения: во-первых, весь материал разбит на семь модулей, которые необходимо защитить; во-вторых, при изучении материала данного модуля необходимо набрать определенный рейтинг.

Использование рабочей тетради на уроках технической механики позволяет сократить время на ведение конспекта лекции, увеличить время на осмысление представленной в ней теоретической информации и закрепление алгоритмической записи практической информации в ходе самостоятельного решения. Расчетно-графические и практические работы по модулям необходимо выполнять по индивидуальным вариантам, указанным преподавателем.

Записи в рабочей тетради необходимо вести аккуратно, без помарок, ручкой или карандашом.

Введение

Техническая механика состоит из трех частей: 1. Теоретическая механика; 2. Сопротивление материалов; 3. Детали машин, и является теоретической базой для изучения специальных дисциплин.

Часть 1. Теоретическая механика

Теоретическая механика – это наука, которая изучает законы движения тел и общие свойства движения. Состоит из трех разделов: статика; кинематика; динамика.

Допущения при изучении теоретической механики:

1. Материальная точка – это материальное тело, имеющее массу, размерами и формой которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

2. Абсолютно твердое тело - это материальное тело, расстояния между любыми двумя точками которого остаются неизменными.

Модуль 1. Теоретическая механика. Статика. Системы сил, их условия и уравнения равновесия. Применение уравнений равновесия к решению задач.

Раздел 1. Статика

Статика - это раздел теоретической механики, который изучает правила сложения сил и условия равновесия тел под действием приложенных сил.

Тема 1.1 Основные понятия и аксиомы статики

1. Сила. Сила - мера механического взаимодействия тел. Единицы измерения: СИ – Н, (Ньютон). Сила тяжести G = mg = 1кг •9,81м/с² = 9,81Н, (точность вычисления - три значащие цифры).

2. Система сил – это совокупность сил, действующих на тело.

3. Эквивалентные системы сил – это системы сил, оказывающие на тело одинаковое действие.

4. Равнодействующая сила – это сила, эквивалентная данной системе сил.

5. Уравновешивающая сила – это сила, уничтожающая действие данной системы сил.

6. Связи и реакции связей. Связь - это тело, препятствующее перемещению другого тела в пространстве. Сила, с которой связь действует на тело, называется реакцией связи.

Основные виды связей и их реакции (рис.1): а) Плоскость. Реакция N направлена перпендикулярно плоскости; б) Стержень (нить). Реакция F₁ , F₂ направлена вдоль стержня (нити); в) Шарнир неподвижный. Вертикальная Y и горизонтальная X реакции с плоскостью закрепления шарнира; г) Шарнир подвижный. Вертикальная Y реакция плоскости закрепления шарнира; д) Жесткая заделка. Вертикальная Y и горизонтальная X реакции и реактивный момент m_р

а) б) в) г) д)

Рис.1 Основные виды связей и их реакции

Аксиомы статики - это основные положения, на которых основана теория равновесия.

Аксиома 1. Закон инерции или первый закон Ньютона. Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока другие силы не выведут его из этого состояния.

Аксиома 2. Условие равновесия двух сил. Для равновесия свободного твердого тела, находящегося под действием двух сил, необходимо и достаточно, чтобы эти силы были равны по модулю и действовали по одной прямой в противоположные стороны.

Аксиома 3. Принцип присоединения и исключения уравновешенных систем. Равновесие твердого тела не нарушится, если к нему приложить или от него отбросить систему уравновешенных сил.

Следствие (из А.3 и А.2). Перенос силы по линии ее действия. Механическое состояние твердого тела не нарушиться, если силу перенести по линии действия в любую точку.

Аксиома 4. Правило параллелограмма. Равнодействующая

двух сил, приложенных к телу в одной точке, равна по модулю и совпадает по направлению с диагональю параллелограмма, построенного на этих силах, как на сторонах. (рис.2)

Рис.2 К аксиоме 4

Аксиома 5. Закон равенства действия и противодействия или третий закон Ньютона. Два тела действуют между собой с силами равными по модулю и противоположными по направлению.