Сопромат рабочая программа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММЫ КУРСА

Данная дисциплина относится к фундаментальным дисциплинам общеинженерной подготовки специалистов с высшим техническим образованием. Без знания основ курса сопротивления материалов невозможно создание новой техники и грамотное использование существующей.

Дисциплина имеет в качестве предшественников следующие фундаментальные научные дисциплины: физику, высшую математику и теоретическую механику.

Цель преподавания дисциплины – подготовка специалистов, владеющих современными методами расчета элементов конструкций и способных выполнить следующие виды профессиональной деятельности: проектно– конструкторскую, исследовательскую, производственно–технологическую.

В соответствии с поставленной целью выделяются следующие задачи изучения курса:

1.Изучение основных видов деформации.

2.Освоение методов расчета на прочность, жесткость и устойчивость.

Изучив дисциплину, студент должен:

–иметь представление об основных понятиях и законах в сопротивлении материалов; о методах расчета инженерных конструкций 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 видах нагружения; работы со справочной и научной литературой; написания рефератов.

4

1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН КУРСА

5

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

1.Введение. Основные понятия.

Цель курса сопротивление материалов, место курса среди других дисциплин. История развития. Объекты изучения: стержень, оболочка, массив. Расчетная схема. Классификация внешних сил. Виды опор и их реакции. Основные предпосылки и гипотезы в сопротивлении материалов.

Внутренние силы. Метод сечений. Внутренние силовые факторы в поперечном сечении бруса и соответствующие им виды деформации. Напряжения: нормальное, касательное, полное. Деформации и перемещения.

Основная литература:[1], стр.3-20;[2], стр.5–18;21–23.

Дополнительная литература:[1], стр. 8-32;[2], стр.5-19.

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 основные предпосылки 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 какие 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. Коэффициент Пуассона. Перемещения поперечных сечений.

Методы расчета конструкций: метод предельных состояний; метод допускаемых напряжений; метод разрушающих нагрузок.

Допускаемые напряжения. Расчет на прочность по допускаемым напряжениям. Условие прочности при растяжении-сжатии. Расчет статически определимых стержневых систем. Основные типы задач: проверочный расчет, проектный расчет (подбор размеров поперечного сечения; определение несущей способности). Расчет на жёсткость. Определение перемещений.

6

Каким свойством обладает ось симметрии сечения?

По каким формулам вычисляются моменты инерции прямоугольного, круглого и кольцевого сечений?

4. Сдвиг и кручение.

Чистый сдвиг. Напряжения при чистом сдвиге. Деформации при сдвиге. Закон Гука при сдвиге. Практические расчеты простейших конструкций, работающих на сдвиг. Расчет заклепочных и сварных соединений.

Кручение. Крутящий момент, построение эпюр крутящих моментов. Вывод формулы для касательных напряжений при кручении бруса круглого сечения ( вала ). Условие прочности при кручении. Напряженное состояние в точке, лежащей на поверхности вала.

Деформации при кручении: угол закручивания и относительный угол закручивания. Условие жесткости при кручении.

Основная литература: [1], стр.261-288; [2],стр.132–153.

Дополнительная литература: [1],стр. 103–141; [2], стр.114–133;

Контрольные вопросы

Какой случай напряженного состояния называется чистым сдвигом?

Какие деформации возникают при чистом сдвиге?

Как формулируется закон Гука при сдвиге?

Как связаны между собой модуль сдвига G и модуль упругости Е?

При каком виде нагружения прямой брус испытывает кручение?

Как определяется крутящий момент в произвольном сечении бруса?

Что представляет собой эпюра крутящих моментов?

Какие напряжения возникают при кручении? Как они направлены?

Как формулируется условие прочности при кручении?

Что называется полным и относительным углом закручивания?

Как формулируется условие жесткости при кручении?

5.Прямой поперечный изгиб.

Прямой поперечный изгиб. Внутренние усилия: изгибающий момент и поперечная сила. Правило знаков. Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил для стандартных балок.

Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и распределенной нагрузкой. Контрольные правила при построении эпюр изгибающих моментов и поперечных сил. Эпюра нормальных напряжений по высоте сечения для симметричных и несимметричных сечений. Условие прочности при изгибе. Три основных типа задач: проверочный расчет, проектировочный расчет, определение грузоподъемности. Касательные напряжения при изгибе (формула Журавского). Эпюра касательных напряжений для разных видов сечений.

8

Деформации при поперечном изгибе. Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки.Определение перемещений в балках методом непосредственного интегрирования.

Основная литература: [1], стр.171-217; 224-234;; [2],стр.156–167;199– 208;219–221;225–237.

Дополнительная литература: [1],стр. 157–187; [2], стр.202–264.

Контрольные вопросы

Какие внутренние усилия возникают при поперечном изгибе?

Какие правила знаков приняты для изгибающего момента и поперечной силы?

Что представляют собой эпюры для изгибающего момента и поперечной силы?

В каком порядке строятся эпюры для изгибающего момента и поперечной силы?

Что представляет собой каждая ордината эпюр Q и M?

Какие дифференциальные зависимости существуют между изгибающим моментом, поперечной силой и распределенной нагрузкой?

По каким законам изменяются поперечная сила и изгибающий момент при отсутствии и при наличии распределенной нагрузки?

В каких точках возникают “скачки” на эпюрах Q и M?

В каких точках возникают экстремальные значения изгибающего момента?

Что называется чистым изгибом?

Как распределяются нормальные напряжения по высоте сечения балки?

Что представляет собой нейтральный слой и нейтральная ось и как они расположены?

По какой формуле определяются нормальные напряжения при поперечном изгибе?

Какой вид имеет условие прочности при изгибе?

Какие основные типы задач рассматриваются при изгибе?

Как определяются касательные напряжения при поперечном изгибе?

Как распределяются касательные напряжения по высоте сечения балки?

Какие деформации возникают при поперечном изгибе?

Какой вид имеет дифференциальное уравнение изогнутой оси балки?

Как определяются деформации методом непосредственного интегрирования?

6. Сложное сопротивление.

Сложное сопротивление. Общие понятия. Две группы задач на сложное сопротивление. Косой изгиб. Нормальные напряжения при косом изгибе, положение нейтральной оси, эпюра нормальных напряжений. Изгиб с растяжением-сжатием.. Нормальные напряжения, положение нейтральной оси, эпюра нормальных напряжений при растяжении-сжатии с изгибом.

9

Внецентренное растяжение-сжатие, кручение с изгибом, общие понятия

Основная литература: [1], стр.356-367; стр. 374-381 [ 2 ],стр.168–177. Дополнительная литература: [1],стр.207–210,350–354; [2], стр.368–398.

Контрольные вопросы

Как классифицируются виды сложного сопротивления?

Какое сложное сопротивление называется косым изгибом? Изгибом с растяжением-сжатием? Внецентренным сжатием? Кручением с изгибом?

Как определяются нормальные напряжения при косом изгибе и как устанавливаются знаки этих напряжений?

Как находится положение нейтральной оси при косом изгибе?

3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ И ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Самостоятельно студенты занимаются во время, свободное от аудиторных занятий. Самостоятельная работа разделяется на текущую и целевую:

–текущая самостоятельная работа заключается в регулярном освоении теоретического курса по конспекту лекций, основной и дополнительной литературе параллельно лекционному курсу;

–целевая самостоятельная работа заключается в подготовке к практическим занятиям, в выполнении расчетно–проектировочных работ, в подготовке к тестированию, зачету и экзамену.

Индивидуальная работа студентов предполагает написание рефератов; подготовку докладов; участие в научно–исследовательской работе.

1. Центральное растяжение-сжатие прямого стержня.

Испытания материалов. Механические характеристики материала. Пластичность и хрупкость. Твердость. Влияние температуры и фактора времени на механические характеристики материала.

Основная литература: [1], стр.99-119.

Дополнительная литература: [1],стр.86–102; [2], стр.52–53;58–63.

2.Геометрические характеристики сечений.

Изменение моментов инерции при параллельном переносе и повороте координатных осей. Моменты инерции сложных сечений.

Основная литература: [1], стр.140-146; стр.148-151.

10