- •1. Изложите цель и задачи изучения предмета «Техническая механика». Опишите роль и значение механики в технике.
- •2. Объясните основные понятия и аксиомы статики.
- •3. Раскройте сущность понятий «связь» и «реакции связей». Перечислите типы балочных систем и их реакции.
- •4. Раскройте сущность и опишите применение геометрического метода сложения плоской системы сходящихся сил. Сформулируйте геометрическое условие равновесия.
- •5. Объясните, как определяется величина и знак проекции силы на координатные оси.
- •6. Запишите аналитическое условие и уравнение равновесия плоской системы сходящихся сил.
- •7. Дайте определение понятию «пара сил», опишите ее свойства. Изложите условия равновесия пар сил.
- •8. Объясните, как определяется величина и знак момента силы относительно точки.
- •10. Запишите условия и уравнения равновесия плоской системы произвольно расположенных сил.
- •11. Объясните, как определяются проекции силы на три взаимно перпендикулярные оси.
- •12. Объясните, для чего строится силовой параллелепипед. Изложите условия и уравнения равновесия пространственной системы сходящихся сил.
- •13. Объясните, как определяется момент силы относительно точки.
- •14. Запишите условия и уравнения равновесия пространственной произвольной системы сил.
- •15. Дайте определение понятию «центр параллельных сил» и объясните, как он находится.
- •16. Объясните, как определить центр тяжести простых и сложных плоских фигур.
- •17. Объясните, как определить центр тяжести для различных тел.
- •18. Объясните, как определить центр тяжести сечений, составленных из прокатных профилей.
- •19. Изложите, что изучает кинематика. Сформулируйте основные понятия и определения.
- •20. Объясните, какие существуют способы задания движения точки и для чего они применяются.
- •21. Изложите определение, уравнение, формулы и графики равномерного движения точки.
- •22. Изложите определение, уравнение, формулы и графики равнопеременного движения точки.
- •23. Дайте определение поступательного движения твердого тела. Изложите его характеристики.
- •24. Дайте определение вращательного движения твердого тела. Изложите его параметры.
- •25. Изложите определение, уравнение и формулы равномерного вращения твердого тела.
- •26. Изложите определение, уравнение и формулы равнопеременного вращения твердого тела.
- •27. Запишите и объясните зависимости между угловыми и линейными параметрами вращающегося тела.
- •28. Объясните, чем характеризуется сложное движение материальной точки и как определяется его скорость.
- •29. Объясните, чем характеризуется сложное движение твердого тела. Дайте определение понятию «мгновенный центр скоростей».
- •30. Назовите объект и предмет, которые изучает динамика. Дайте определение основным понятиям динамики. Перечислите аксиомы динамики.
- •31. Объясните сущность сил инерции. Объясните, как определяются силы инерции при прямолинейном и криволинейном движениях.
- •32. Сформулируйте сущность принципа Даламбера и метода кинетостатики. Назовите его применение.
- •33. Объясните, как определяется работа постоянной силы. Назовите единицы измерения работы.
- •34. Объясните, как определяется работа сил тяжести. Дайте определение понятию «кпд».
- •35. Объясните, что такое мощность. Назовите единицы измерения мощности.
- •36. Объясните, как определяется работа и мощность при вращательном движении.
- •37. Раскройте сущность понятий «трение скольжения», «коэффициент трения», «сила трения», «угол трения» и «конус трения».
- •38. Раскройте сущность понятий «трение качения». Перечислите основные параметры.
- •39. Дайте определение понятиям «количество движения» и «импульс силы». Сформулируйте теорему об изменении количества движения.
- •40. Дайте определение понятию «механическая энергия». Перечислите виды механической энергии. Сформулируйте теорему об изменении кинетической энергии.
- •41. Назовите объект и предмет, которые изучает сопротивление материалов. Перечислите основные задачи. Дайте определение понятиям «прочность», «жесткость» и «устойчивость».
- •42. Объясните, чем отличаются упругие и пластические деформации. Перечислите основные допущения сопротивления материалов.
- •43. Раскройте сущность и назначение метода сечений. Дайте определение понятию «напряжение», назовите его виды и единицы измерения.
- •44. Объясните, как определяется величина и знак продольной силы. Изложите порядок построения эпюры продольной силы.
- •45. Перечислите и объясните виды продольной и поперечной деформации. Сформулируйте закон Гука. Объясните, что характеризует коэффициент Пуассона.
- •46. Дайте определение и покажите зависимости между предельными, допускаемыми и расчетными напряжениями.
- •47. Объясните, как определяются напряжения при растяжении-сжатии? Изложите условие прочности и расчеты на прочность.
- •48. Объясните, как проводятся испытания материалов на растяжение-сжатие и какие механические характеристики при этом определяются.
- •49. Изложите порядок расчета и на срез и смятие заклепочных соединений.
- •50. Объясните, как проводятся расчеты на прочность сварных соединений.
- •51. Перечислите виды геометрических характеристик плоских сечений и дайте определение каждому из них.
- •52. Определите моменты инерции простых сечений.
- •53. Дайте определение понятию «момент инерции». Объясните, как определить расположение главных осей и главные центральные моменты инерции.
- •54. Объясните, чему равен крутящий момент. Изложите порядок построения эпюры крутящих моментов.
- •55. Изложите определение напряжений, условие прочности и расчеты на прочность при кручении.
- •56. Изложите, какие существуют расчеты на прочность и жесткость при кручении. Объясните, как они выполняются.
46. Дайте определение и покажите зависимости между предельными, допускаемыми и расчетными напряжениями.
Предельные (или опасные) напряжения – это напряжения, при достижении которых появляются признаки непосредственного разрушения или возникают пластические деформации. Эти напряжения зависят от свойств материалов и вида деформация, например для серого чугуна предельное напряжение (предел текучести) при сжатии примерно в четыре раза выше предельного напряжения при растяжении.
Допускаемые напряжения – это наибольшие напряжения, которые можно допустить в рассчитываемой конструкции из условий ее безопасной, надежной и долговечной работы. Эти напряжения зависят от свойств материала, вида деформации и требуемого (принятого или заданного) коэффициента запаса прочности. Допускаемое напряжение меньше предельного в несколько раз.
Расчетные напряжения – это напряжения, которые возникают в элементе конструкции под действием приложенных к нему нагрузок. Они зависят от действующих на элемент конструкции нагрузок и его размеров.
Отношение предельного напряжения к наибольшему расчетному напряжению называют коэффициентом запаса прочности.
Коэффициент запаса прочности задают в зависимости от многих факторов: механических свойств материалов, характера нагрузки, назначения изделия и пр. Для большинства деталей машин и конструкций этот коэффициент при статических нагрузках равен 3...5, при динамических 6... 10. Для изделий, поломка которых может вызвать большие разрушения и гибель людей, коэффициент запаса прочности берут равным 10...12.
47. Объясните, как определяются напряжения при растяжении-сжатии? Изложите условие прочности и расчеты на прочность.
Растяжением или сжатием называется такой вид деформации, при котором в любом поперечном сечении бруса возникает только продольная сила.
При определении напряжений рассматривают брус, состоящий из бесконечного количества волокон, расположенных параллельно оси бруса, и предполагают, что при деформации растяжения и сжатия эти волокна не надавливают друг на друга. Если такой брус подвергнуть деформации растяжения, можно заметить, что поперечные линии на брусе остаются ровными и перпендикулярными оси бруса, а расстояния между ними увеличатся; продольные линии останутся прямыми, а расстояния между ними уменьшатся.
Из этого следует, что при растяжении справедлива гипотеза плоских сечений (гипотеза Бернулли), и, следовательно, все волокна бруса удлинятся на одну и ту же величину. Все это позволяет сделать вывод, что при растяжении и сжатии в поперечных сечениях бруса возникают только нормальные напряжения, равномерно распределенные по сечению.
Эти напряжения можно определить по формуле: σ = N/А, где N – продольная сила, А – площадь поперечного сечения бруса.
В результате проведения механических испытаний устанавливают предельные напряжения, при которых происходит нарушение работы или разрушение деталей конструкции. Предельным напряжением при статической нагрузке для пластичных материалов является предел текучести, для хрупких – предел прочности.
Для обеспечения прочности деталей необходимо, чтобы возникающие в них в процессе эксплуатации наибольшие напряжения были меньше предельных.
Отношение предельного напряжения к напряжению, возникающему в процессе работы детали, называют коэффициентом запаса прочности s = σпред/σ, где σ – реальное напряжение, возникающее в элементе конструкции.
Недостаточный коэффициент запаса прочности может привести к потере работоспособности конструкции, а избыточный (слишком высокий) – к перерасходу материала и утяжелению конструкции. Минимально необходимый коэффициент запаса прочности называют допускаемым, и обозначают [s]. Отношение предельного напряжения к допускаемому запасу прочности называют допускаемым напряжением [σ] = σпред /[s].
Условие прочности в деталях и конструкциях заключается в том, что наибольшее возникающее в ней напряжение (рабочее напряжение) не должно превышать допускаемого: σmax ≤ [σ], или в другом виде: s ≥ [s].
Расчетная формула при растяжении и сжатии имеет вид: σ = N/А ≤ [σ], т.е. нормальное напряжение в опасном сечении, не должно превышать допустимое.
На практике расчеты на прочность проводят для решения задач: проектный расчет, при котором определяются минимальные размеры опасного сечения; проверочный расчет, при котором определяется рабочее напряжение и сравнивается с предельно допустимым; определение допускаемой нагрузки при заданных размерах опасного сечения.