Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Механика материалов для специальности 1-36 11 01-01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование (производство и эксплуатация)».pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
30.11.2025
Размер:
19.28 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Математические методы в строительстве»

Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине "МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ"

для специальности

1-36 11 01-01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование (производство и эксплуатация)»

Минск БНТУ 2020

Составители:

Евсеева Е.А., Скачек П.Д.

Рецензенты:

Белорусский государственный аграрный технический университет, кафедра механики материалов и деталей машин, заведующий кафедрой, кандидат

технических наук, доцент Основин В.Н.; Гродненский государственный университет им. Я.Купалы, кафедра технической

механики, заведующий кафедрой, доктор технических наук, профессор Барсуков В.Г.

Электронный учебно-методический комплекс содержит данные, необходимые для изучения дисциплины «Механика материалов». В теоретическом разделе учебно-методического комплекса изложены основные методы расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при простом и сложном видах сопротивления. Приведены примеры расчета и представлены задания для самостоятельной работы студентов.

© Белорусский национальный технический университет, 2020

© Евсеева Е.А., Скачек П.Д., 2020

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА................................................................................

5

2. ПРОГРАММА КУРСА ...............................................................................................

7

2.1. Разделы курса ...................................................................................................

7

2.2. Учебно-методическая карта дисциплины....................................................

15

2.3. Перечень тем практических занятий............................................................

16

2.4. Перечень тем лабораторных работ...............................................................

17

2.5. Перечень контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы

студентов................................................................................................................

18

2.6. Методические рекомендации по организации и выполнению

 

самостоятельной работы студентов ....................................................................

18

2.7. Методы (технологии) обучения....................................................................

18

2.8. Информационно-методическая часть ..........................................................

19

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ...........................................

21

3.1. Растяжение и сжатие прямого стержня .......................................................

21

3.1.1. Внутренние усилия.................................................................................

21

3.1.2. Напряжения в поперечных сечениях бруса .........................................

22

3.1.3. Деформации и перемещения при растяжении и сжатии....................

22

3.1.4. Статически неопределимые системы при растяжении и сжатии......

33

3.2. Геометрические характеристики плоских сечений .....................................

40

3.3. Кручение цилиндрического стержня ...........................................................

45

3.3.1. Определение крутящих моментов и построение их эпюр .................

45

3.3.2. Определение напряжений и деформаций при кручении вала с

 

круглым поперечным сечением ......................................................................

46

3.3.3. Подбор диаметра вала круглого сечения по прочности.....................

48

3.3.4. Подбор диаметра вала по жёсткости....................................................

48

3.4. Плоский изгиб прямого бруса.......................................................................

56

3.4.1. Виды изгиба стержней ...........................................................................

56

3.4.2. Определение опорных реакций ............................................................

56

3.4.3. Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом,

 

поперечной силой и распределенной нагрузкой...........................................

57

3.4.4. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил в балках

............................................................................................................................

57

3.4.5. Определение напряжений при изгибе..................................................

57

3.5. Определение перемещений при изгибе балок.............................................

78

3.5.1. Метод начальных параметров...............................................................

78

3.6. Статически неопределимые балки ...............................................................

87

3.7. Сложное сопротивление ................................................................................

96

3

3.7.1. Внецентренное растяжение или сжатие...............................................

96

3.7.2. Косой изгиб ...........................................................................................

101

3.7.3. Расчет на прочность пространственного бруса.................................

105

3.7.4. Изгиб с кручением................................................................................

110

3.7.5. Расчет цилиндрических винтовых пружин .......................................

116

3.8. Продольный изгиб стержней ......................................................................

120

3.9. Динамическое действие нагрузки...............................................................

129

3.9.1. Расчет на действие сил инерции .........................................................

130

3.9.2. Расчет на ударную нагрузку................................................................

131

3.10. Напряженно-деформированное состояния в точке ................................

136

4. ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ..........................................................

147

5. ПРИЛОЖЕНИЯ .......................................................................................................

248

4

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине «Механика материалов» разработана для направления специальности 1-36 11 01-01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование (производство и эксплуатация)» со сроком обучения 4 года.

Целью преподавания дисциплины является – научить студентов проводить расчеты типовых элементов строительных конструкций на прочность, жесткость, устойчивость и долговечность, правильно выбирать конструкционные материалы и форму сечений конструкций, обеспечивающие требуемые запасы надежности и безопасность их эксплуатации.

Основными задачами преподавания дисциплины являются: развить навыки по применению методов расчетов механики материалов и теории упругости при изучении курсов «Детали машин», «Строительная механика и расчет металлоконструкций», «Технические основы создания машин».

Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении таких курсов, как «Математика», «Физика» и «Теоретическая механика».

Воснове учебной дисциплины лежат фундаментальные положения математики, физики и механики. Знания и умения, полученные студентами при изучении данной дисциплины, необходимы для освоения последующих специальных дисциплин и дисциплин специализаций, связанных с проектированием и расчетом деталей, узлов и агрегатов машин.

Врезультате изучения дисциплины «Механика материалов» студент должен:

знать:

основные гипотезы механики материалов о свойствах конструкционных материалов и характере деформации;

методы расчета типовых элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость;

–методы экспериментального исследования напряжений и деформаций;

уметь:

применить на практике методы и подходы к решению инженерных задач расчета конструкций, деталей и узлов машин на прочность, жесткость и устойчивость;

исследовать напряжения и деформации экспериментальными методами;

осуществлять постановку задач с учетом сложных эксплуатационных условий функционирования исследуемого объекта;

владеть:

методами теоретического и экспериментального анализа конструкций на прочность, жесткость и устойчивость с учетом свойств конструкционных материалов;

методами расчета конструкций для их оптимального использования.

методами расчета деталей и узлов на прочность.

Освоение данной учебной дисциплины обеспечивает формирование следующих компетенций:

5

АК-1. Уметь применять базовые научно-теоретические знания для решения теоретических и практических задач.

АК-2. Владеть системным и сравнительным анализом. АК-3. Владеть исследовательскими навыками.

АК-4. Уметь работать самостоятельно.

АК-6. Владеть междисциплинарным подходом при решении проблем. АК-7. Иметь навыки, связанные с использованием технических устройств,

управлением информацией и работой с компьютером.

АК-9. Уметь учиться, повышать свою квалификацию в течение всей жизни. СЛК-5. Быть способным к критике и самокритике (критическое мышление). СЛК-6. Уметь работать в команде.

СЛК-7. Самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности.

ПК-10. Владеть методами определения технико-экономических показателей ПТМ и СДМ;

ПК-11. Владеть методами расчета энергетических, кинематических, динамических и силовых параметров ПТМ и СДМ и их проектирования;

ПК-12. Владеть методами контроля параметров машин (ПТМ и СДМ), применяемых в строительном комплексе;

ПК-13. Владеть методами диагностирования и оценки остаточного ресурса конструкций, механизмов и деталей ПТМ и СДМ;

ПК-14. Владеть методами монтажа, наладки, испытаний ПТМ и СДМ, лифтов и подъемников;

ПК-15. Владеть способами оценки и уменьшения вредного влияния ПТМ и СДМ на окружающую среду;

ПК-16. Оценивать патентоспособность технических решений, проводить патентные исследования;

ПК-17. Обеспечивать при проектировании безопасность конструкций ПТМ и

СДМ;

ПК-18. В составе группы специалистов по проектированию ПТМ и СДМ, лифтов и подъемников или самостоятельно разрабатывать перспективный план развития отдельных машин, выполнять технико-экономическое обоснование структурной единицы машины или машины в целом;

ПК-19. Рассчитывать и проектировать ПТМ и СДМ, лифты и подъемники общего и специального назначения, работающих в условиях динамического нагружения в повторно-кратковременном режиме;

ПК-20. Применять теорию, методы расчета и режимы работы ПТМ и СДМ машин при физическом и математическом моделировании процессов;

ПК-21. Осуществлять оптимизацию параметров несущих конструкций, отдельных структурных единиц ПТМ и СДМ с целью снижения их металлоемкости и энергозатрат на изготовление и ремонт.

Согласно учебному плану для очной формы получения высшего образования на изучение дисциплины отведено всего 240 ч., в том числе 120 аудиторных занятий.

6

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]