Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сопротивление материалов

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
435.41 Кб
Скачать

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(УрГУПС)

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине ОПД. Ф.02.01 «Сопротивление материалов»

на 240 учебных часов для специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство»

Екатеринбург

2008

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(УрГУПС)

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине ОПД. Ф.02.01 «Сопротивление материалов»

на 240 учебных часов для специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство»

Екатеринбург

2008

2

3

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММЫ КУРСА.........................................................

5

1.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН КУРСА..........................................................................................

6

2.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА.............................................................................................................

8

3.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ И ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ .................

17

4.ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И ПРАКТИЧЕСКИХ........................................

19

ЗАНЯТИЙ........................................................................................................................................

19

5.

ТЕМАТИКА РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНЫХ РАБОТ...........................................

24

6.

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНАМ...................................................................................................

25

7.

ПОНЯТИЙНО-ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ КУРСА.....................................

27

8.

ЛИТЕРАТУРА............................................................................................................................

28

 

8.1. ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА ........................................................................................................

28

 

8.2. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА ...........................................................................................

28

9.

ДИДАКТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ......................................................................................

28

10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ....................

29

11. ЛИСТ ДОПОЛНЕНИЙ И ИЗМЕНЕНИЙ...........................................................................

30

4

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММЫ КУРСА

Курс сопротивления материалов является основой для большинства общеинженерных и специальных дисциплин при подготовки инженера строителя. В этом курсе изучаются все основные принципы, используемые при расчете элементов сооружений и машин на прочность, жесткость и устойчивость, приводится вывод всех основных формул, рассматриваются физические свойства конструкционных материалов.

Сопротивление материалов широко использует многие разделы математики и теоретической механики.

Цель преподавания дисциплины – подготовка специалистов, владеющих современными методами расчета элементов сооружений и машин на прочность, жесткость и устойчивость; способных выполнять проектно-конструкторскую и экспериментально-исследовательскую деятельность.

В соответствии с поставленной целью выделяются следующие основные задачи изучения курса:

Изучение методов расчета элементов сооружений и машин на прочность, жесткость и устойчивость.

Ознакомление с экспериментальными методами исследований напряженнодеформированного состояния элементов сооружений и машин.

Изучив дисциплину, студент должен:

иметь представление об основных понятиях и законах в сопротивлении материалов; о методах расчета элементов сооружений и машин на прочность, жесткость и устойчивость; знать и уметь распознать виды деформаций; использовать расчетные формулы

для определения напряжений и деформаций при любых видах нагружения; провести проектные и проверочные расчеты; иметь опыт решения типовых задач при простых и сложных видах нагружения;

применения приборов и оборудования для экспериментального исследования механических свойств материалов; работы со справочной и научной литературой.

5

1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН КУРСА

Но-

 

 

Количество часов

 

Рекомендуемая ли-

 

 

 

в том числе

 

тература (номер по

мер

 

 

 

 

списку)

 

 

 

 

 

 

раз-

Наименование

 

 

 

 

 

 

 

Всего

 

лабора-

практи-

само-

 

 

дела,

 

 

 

дополни-

 

 

лекции

торные

ческие

стоя-

основная

темы

 

 

 

 

 

работы

занятия

тельная

 

тельная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работа

 

 

 

3–й семестр

 

 

 

 

 

 

 

1.

Введение. Основные понятия.

8

4

 

 

 

1,2

1

 

 

2

 

1,2

 

 

 

 

 

 

 

2

1,2

1

 

 

 

14

 

 

 

1,2

1

2.

Растяжение и сжатие прямого стержня

38

 

10

 

 

5

 

 

 

10

 

1,2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1,2

1

3.

Напряженное и деформированное состояние в точке.

16

6

 

 

 

1,2

1

 

 

4

 

1,2

1

 

 

 

 

 

 

6

1,2

1

4.

Геометрические характеристики плоских сечений.

8

4

 

 

 

1,2

1

 

 

2

 

1,2

1

 

 

 

 

 

 

2

1,2

1

 

 

 

18

 

 

 

1,2

3

5.

Плоский поперечный изгиб.

44

 

4

 

 

5

 

 

 

12

 

3,4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

1,2

1

 

 

 

8

 

 

 

1,2

3

6.

Чистый сдвиг и кручение.

24

 

4

 

 

5

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

1,2

1

 

Итого:

138

54

18

36

30

 

 

6

Но-

 

 

Количество часов

 

Рекомендуемая ли-

 

 

 

в том числе

 

тература (номер по

мер

 

 

 

 

списку)

 

 

 

 

 

 

раз-

Наименование

 

 

 

 

 

 

 

Всего

 

лабора-

практи-

само-

 

 

дела,

 

 

 

дополни-

 

 

лекции

торные

ческие

стоя-

основная

темы

 

 

 

 

 

работы

занятия

тельная

 

тельная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работа

 

 

 

Вид контроля: экзамен

 

 

 

 

 

 

 

 

4–й семестр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

6

2,5

7.

Расчет балок на упругом основании

18

 

4

 

 

5

 

 

 

4

 

6

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

6

2,5

8.

Гипотезы прочности и пластичности

10

4

 

 

 

1,2

1

 

 

2

 

3,4

2

 

 

 

 

 

 

4

3,4

2,3,4

 

 

 

10

 

 

 

1,2

1

9.

Сложное сопротивление

28

 

8

 

 

5

 

 

 

4

 

3,4

3,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

1,2,3,4

1

 

Устойчивость сжатых стержней и продольно-поперечный

 

8

 

 

 

1,2

1

10.

20

 

2

 

 

5

 

 

изгиб

 

 

 

4

 

3,4

2

 

 

 

 

 

 

6

1,2,3,4

1

11.

Расчет при некоторых динамических нагрузках

10

6

 

 

 

1,2

1

 

2

 

 

3,4

2

 

 

 

 

 

2

 

5

 

 

Расчет на прочность при напряжениях, переменных во вре-

 

4

 

 

 

 

 

12

16

 

2

 

 

1,2,3,4

1,2

мени

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

Итого:

102

36

18

18

30

 

 

 

Вид контроля: экзамен

 

 

 

 

 

 

 

7

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

1.Введение

Внешние силы и их классификация. Основные объекты, изучаемые в курсах сопротивления материалов и теории упругости и пластичности. Основные свойства твердого деформируемого тела: упругость, пластичность и ползучесть. Деформации и перемещения. Деформации линейные и угловые.

Гипотезы (допущения) в сопротивлении материалов.

Внутренние силы и метод их изучения (метод сечений). Напряжение полное, нормальное и касательное. Виды простейших деформаций бруса: растяже- ние-сжатие, сдвиг, кручение, изгиб. Понятие о расчетной схеме бруса.

Основная литература:[1], стр.5-19;[2], стр.5–18;21–23.

Дополнительная литература:[1], стр. 8-32.

Контрольные вопросы

В чем состоит задача расчета на прочность? На жесткость? На устойчивость?

Что называется брусом, оболочкой, массивом?

Что представляет собой расчетная схема объекта?

По каким признакам и как классифицируются внешние нагрузки?

Какие виды опор существуют и как определяются опорные реакции?

Какие гипотезы положены в основу расчетов в сопротивлении материалов?

В чем сущность метода сечений?

Какие внутренние усилия могут возникать в поперечном сечении бруса, и какие виды деформаций с ними связаны?

Что называется касательным, нормальным и полным напряжениями в данной точке поперечного сечения?

Какие деформации называются линейными и угловыми?

2. Центральное растяжение-сжатие прямого стержня

Внутренние силовые факторы в стержне при центральном растяжении или сжатии. Продольная сила, её зависимость от внешней нагрузки. Эпюра продольных сил. Нормальные напряжения в поперечных сечениях. Деформации при растяжении-сжатии: абсолютная и относительная. Закон Гука. Продольная и поперечная деформации. Модуль упругости и коэффициент Пуассона. Перемещения поперечных сечений.

Опытное изучение механических свойств материалов при растяжении и сжатии. Диаграммы растяжения и сжатия пластических материалов. Основные механические характеристики материала: предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести и предел прочности (временное сопротивление). Понятие об истинной диаграмме растяжения и сжатия. Разгрузка и повторное нагружение. Наклеп. Диаграммы растяжения и сжатия хрупких материалов и их основные механические характеристики. Особенности разрушения хрупких материалов при растяжении и сжатии. Влияние скорости

8

нагружения, температуры и других факторов на прочностные характеристики материалов. Понятие о влиянии радиоактивного облучения материалов. Понятие о ползучести и релаксации.

Методы расчета по допускаемым напряжениям, разрушающим нагрузкам и предельным состояниям. Коэффициенты запаса по напряжениям и нагрузкам. Технико-экономические факторы, влияющие на значение коэффициента запаса. Основные виды задач в сопротивлении материалов: проверка прочности, подбор сечения, определение допускаемой нагрузки (грузоподъёмности) различными методами. Случай неравномерного распределения нормальных напряжений в местах резкого изменения поперечных сечений бруса. Концентрация напряжений и коэффициент концентрации. Учет собственного веса при растяжении и сжатии. Понятие о брусе равного сопротивления. Статически неопределимые задачи при растяжении и сжатии. Расчеты на нагрузку, температуру и принудительные натяги. Предельные нагрузки для статически неопределимых систем.

Основная литература: [1], стр.21-62; [2],стр.48–95. Дополнительная литература: [1],стр. 37-102.

Контрольные вопросы

Какие случаи деформации бруса называются центральным растяжением или сжатием?

Как вычисляется значение продольной силы в произвольном поперечном сечении и что представляет собой эпюра продольных сил?

Какие напряжения возникают и как они распределены в поперечном сечении бруса?

Какая гипотеза используется для установления закона распределения нормальных напряжений?

Что называется абсолютным удлинением? Что представляет собой относительная продольная деформация? Как формулируется закон Гука при растяжении (формы его записи)?

Что называется модулем продольной упругости, его размерность? Как влияет его величина на деформацию стержня?

Как связаны перемещения продольных сечений стержня с его деформацией? Как строится эпюра перемещений?

Что называется коэффициентом поперечной деформации (коэффициентом Пуассона)?

В каких координатах строятся диаграммы растяжения и сжатия образцов?

Что называется пределом пропорциональности, пределом упругости, пределом текучести, пределом прочности (временное сопротивление)?

Что характеризует площадка текучести?

Какие деформации называются упругими и пластическими?

Какое явление называется наклепом?

Для каких материалов определяется предел текучести? Чем отличаются диаграммы растяжения пластичного и хрупкого материалов?

9

Чем отличаются диаграммы растяжения и сжатия пластичной стали?

Чем отличаются диаграммы растяжения и сжатия образца из хрупкого материала?

Как определяется допускаемое напряжение? Как оно выбирается для хрупких и пластичных материалов?

Как записывается условие прочности при растяжении и сжатии?

Какие основные типы задач встречаются при расчете элементов конструкции на растяжение-сжатие?

Как определяются напряжения и деформации стержня при растяжениисжатии с учетом собственного веса?

Что такое “стержень равного сопротивления”?

Какие системы называются статически неопределимыми? Как определяется степень статической неопределимости системы?

Какие дополнительные уравнения записываются для раскрытия статической неопределимости системы?

Какие напряжения возникают при неточном изготовления элементов?

Какие напряжения возникают при изменении температуры?

3. Напряженное и деформированное состояние в точке

Виды напряженного состояния в точке: линейное, плоское и объемное. Плоское напряженное состояние. Напряжения на наклонной площадке. Главные площадки и главные напряжения. Закон парности касательных напряжений. Объемное напряженное состояние. Обобщенный закон Гука. Удельная потенциальная энергия при объёмном напряженном состоянии и её составляющие: удельная потенциальная энергия изменения формы и энергия, затрачиваемая на изменение объёма.

Основная литература: [1], стр.83–107; [2],стр.341–350;359–361.

Дополнительная литература: [1],стр. 300–336.

Контрольные вопросы:

Какое напряженное состояние называется пространственным, плоским и линейным?

Каково правило знаков для нормальных и касательных напряжений?

Как формулируется закон парности касательных напряжений?

По каким формулам определяются напряжения на произвольной площадке при плоском напряженном состоянии?

Что представляют собой главные площадки? Как они расположены относительно друг друга?

Какие напряжения называются главными? По каким формулам определяются при плоском напряженном состоянии?

Что представляют собой площадки сдвига? Чему равны экстремальные значения касательных напряжений?

Как формулируется обобщенный закон Гука?

Что такое удельная потенциальная энергия?

10