УМКД Сопротивление материалов, 150405.65 / 01-РП, 150405.65, 150400
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»
Лесосибирский филиал
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
Программа учебной дисциплины
Лесосибирск 2010
Министерство образования и науки
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»
Лесосибирский филиал
Кафедра информационных и технических систем
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
Программа учебной дисциплины
для студентов специальности 150405.65 «Машины и оборудование
лесного комплекса», направления 150400 “Технологические машины и оборудования” очной формы обучения
Лесосибирск 2010
Сопротивление материалов: Программа учебной дисциплины для
студентов специальности 150405.65 «Машины и оборудование
лесного комплекса», направления 150100 “Технологические машины и оборудования” очной формы обучения. /Cост. Зырянов М.А., Калянов А.С. - Лесосибирск: ЛфСибГТУ, 2010. - 29 с.
Программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта от 17.03.2000 года, на основе рабочего учебного плана направления
лесного комплекса»
Утверждена на заседании кафедры информационных и технических систем протокол № 10 от « 10 » сентября 2010 г.
Зав. кафедрой ИТС |
П.А. Егармин |
Рекомендована к изданию научно-методическим советом протокол № 1 от « 11 » февраля 2011 г.
4
Введение
Сопротивление материалов является одной из основных общеобразовательных инженерных дисциплин и играет существенную роль в формировании инженера для любой отрасли современной техники и производства. Сопротивление материалов является наиболее общей наукой о прочности машин и сооружений. Без фундаментального знания сопротивления материалов немыслимо создание различного рода машин,
механизмов и сооружений.
Любое инженерное сооружение помимо элементов, обеспечивающих функциональное назначение данного объекта, обязательно имеет несущие элементы конструкции, составляющие силовой каркас и предназначены для восприятия нагрузок и различных силовых воздействий на конструкцию. Несущие элементы конструкции должны проектироваться и создаваться так, чтобы они были прочными и долговечными.
Занимая центральное место среди наук инженерного цикла,
сопротивление материалов является фундаментом в формировании мировоззрения современного инженера.
1 Актуальность проблемы.
В настоящее время актуальность изучения курса «Сопротивление материалов» приобретает важное значение в связи с тем, что она составляет фундаментальную базу современных наукоемких технологий,
на основе которых производится разнообразная продукция. Современная действительность требует ускорения научно-технического прогресса,
повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции, снижения материалоемкости конструкции, повышения производительности,
долговечности, надежности машин.
2 Причины введения учебного курса «Сопротивление материалов» заключаются во включении его в цикл общепрофессиональных дисциплин,
5
национально-регионального компонента дисциплин Государственного
образовательного стандарта направления 150405.65 Машины и
оборудование лесного комплекса.
3 Роль и место курса.
Особое место данной дисциплины в профессиональной подготовке обусловлено включением курса в структуру учебного плана, в цикл общепрофессиональных дисциплин, национально-регионального компонента. Изучение данного курса тесно связано с такими дисциплинами, как «Математика», «Физика», «Теоретическая механика», «Детали машин», «Теория механизмом и машин», «Материаловедение.
Технология конструкционных материалов».
4 Соответствие программы учебной дисциплины
Государственному образовательному стандарту. Данная программа
построена в соответствии с требованиями Государственного
образовательного стандарта от 17.03.2000 года, на основе рабочего
учебного плана направления 150405.65 Машины и оборудование
лесного комплекса.
5 Цель и задачи курса.
Цель курса «Сопротивление материалов»: формирование базы инженерной подготовки, теоретическая и практическая подготовка в области прикладной механики деформируемого твердого тела, развитие инженерного мышления, приобретение знаний, необходимых для изучения последующих дисциплин.
Основные задачи сопротивления материалов: овладение теоретическими основами и практическими методами расчетов конструкций и их элементов на прочность, жесткость и устойчивость;
ознакомление с современными подходами к расчету сложных систем,
элементами рационального проектирования конструкций; моделирование
6
работы элементов конструкций с помощью физико-математических моделей.
6 Структура курса.
Курс предусматривает теоретическое изучение сопротивления материалов, а также работу на практических и лабораторных занятиях.
Курс включает следующие разделы: растяжение и сжатие, сдвиг,
геометрические характеристики плоских сечений, кручение, прямой изгиб,
теория напряженного состояния, теории прочности, напряжения,
переменные во времени, перемещения в упругих системах, статически неопределимые системы, сложное сопротивление, продольный изгиб,
динамические нагрузки.
7 Особенности изучаемого учебного курса.
Особенность изучаемого курса состоит в том, что студент обязан знать и применять на практике теоретические базы высшей математики,
физики, материаловедения, теоретической механики. Специфика данной учебной дисциплины обусловлена тем, что студент должен понять сущность процессов механики твердого деформируемого тела, основных принципов и методов расчета конструкций и их элементов на прочность,
жесткость и устойчивость. Отличительной чертой данного курса является то, что в курсе излагаются теоретические основы, их практическое применение, многие положения опираются на экспериментальные исследования. Курс ориентирован на применение широкого комплекса программно – информационного обеспечения в форме: расчетных программ, моделирующих программ, видеофильмов, действующих стендов.
7
8 Формы организации учебного процесса.
Программой курса предусмотрено чтение лекций, проведение
лабораторных и практических занятий.
9 Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы
студентов при изучении курса. В ходе изучения данного курса студент слушает лекции, посещает практические и лабораторные занятия,
занимается индивидуально. Особое место в овладении данным курсом отводится самостоятельной работе, в процессе которой студент более глубоко изучают лекционный материал и его практическое применение.
10 Требования к знаниям и умениям в соответствии с
квалификационной характеристикой выпускника. В результате изучения курса студент должен знать теоретические основы и практические методы расчетов конструкций и их элементов на прочность,
жесткость и устойчивость; знать современные подходы к расчету сложных систем и элементам рационального проектирования конструкций; уметь моделировать работу элементов конструкций с помощью физико-
математических моделей.
11 Объем и сроки изучения.
Общий объем курса «Сопротивление материалов» составляет 187
часов, из них аудиторных 102 часа, в том числе лекционных 51 часа,
лабораторных занятий 17 часов, практических занятий 34 часа, на самостоятельную работу студента отводится 85 часов.
12 Виды контроля знаний студентов и их отчетности.
Данный курс изучается в течение двух семестров (III, IV), которые включают лекции, лабораторные и практические. В каждом семестре студенты получают задание на выполнение одной расчетно-графической работы и двух контрольных работ. В III семестре студенты сдают зачет, в
IV – экзамен.
8
1 Тематический план курса дисциплины
“СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ”
Таблица 1.1 - Тематический план специальности 150405.65 «Машины и оборудование лесного комплекса»
|
Наименование разделов |
|
Количество часов |
|
||
|
всего |
|
в том числе |
|
||
|
и тем курса |
лекции |
лабора- |
семи- |
|
|
|
|
|
|
торные |
нар- |
СРС |
|
|
|
|
|
ские |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
III СЕМЕСТР |
|
|
|
||
Раздел I ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ |
|
|
|
|
||
1.1 |
Основные понятия |
4 |
2 |
- |
- |
- |
1.2 |
Перемещения и деформации |
5 |
- |
- |
2 |
6 |
ИТОГО по разделу |
9 |
2 |
- |
2 |
6 |
|
Раздел II РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ |
|
|
|
|
||
2.1 |
Растяжение и сжатие |
7 |
2 |
2 |
- |
6 |
2.2 |
Напряжения в сечениях бруса |
4 |
- |
- |
2 |
- |
2.3 |
Сведения о материалах |
4 |
2 |
- |
- |
- |
|
конструкций |
|
|
|
|
|
ИТОГО по разделу |
15 |
4 |
2 |
2 |
6 |
|
Раздел III СДВИГ |
|
|
|
|
|
|
3.1 |
Сдвиг |
4 |
2 |
- |
- |
- |
3.2 |
Расчеты на сдвиг |
5 |
- |
- |
2 |
6 |
ИТОГО по разделу |
9 |
2 |
- |
2 |
6 |
|
Раздел IV ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛОСКИХ СЕЧЕНИЙ |
||||||
4.1 |
Геометрические |
4 |
2 |
- |
- |
- |
|
характеристики сечений |
|
|
|
|
|
4.2 |
Вычисление моментов |
5 |
- |
- |
2 |
6 |
|
инерции сечений |
|
|
|
|
|
ИТОГО по разделу |
9 |
2 |
- |
2 |
6 |
|
Раздел V КРУЧЕНИЕ |
|
|
|
|
|
|
5.1 |
Кручение |
4 |
2 |
- |
- |
- |
5.2 |
Расчет винтовых пружин |
5 |
- |
2 |
- |
6 |
ИТОГО по разделу |
9 |
2 |
2 |
- |
6 |
|
Раздел VI ПРЯМОЙ ИЗГИБ |
|
|
|
|
|
|
6.1 |
Прямой изгиб |
4 |
2 |
- |
- |
- |
6.2 |
Нормальные напряжения |
7 |
2 |
- |
2 |
6 |
9
|
при изгибе |
|
|
|
|
|
6.3 |
Касательные напряжения |
6 |
- |
2 |
2 |
- |
|
при изгибе |
|
|
|
|
|
6.4 |
Перемещения при изгибе |
7 |
2 |
2 |
- |
6 |
ИТОГО по разделу |
24 |
6 |
4 |
4 |
12 |
|
ИТОГО за III семестр |
75 |
18 |
8 |
12 |
42 |
IV СЕМЕСТР
Раздел VII ТЕОРИЯ НАПРЯЖЕНОГО СОСТОЯНИЯ
7.1 |
Теория напряженного |
6 |
2 |
- |
- |
- |
|
состояния |
|
|
|
|
|
7.2 |
Главные напряжения |
5 |
2 |
- |
2 |
6 |
ИТОГО по разделу |
11 |
4 |
- |
2 |
6 |
|
Раздел VIII ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ |
|
|
|
|
||
8.1 |
Теории прочности |
8 |
2 |
- |
2 |
6 |
8.2 |
Применение теорий |
9 |
2 |
- |
2 |
- |
|
прочности |
|
|
|
|
|
ИТОГО по разделу |
17 |
4 |
- |
4 |
6 |
|
Раздел IX НАПРЯЖЕНИЯ, ПЕРЕМЕННЫЕ ВО ВРЕМЕНИ |
|
|||||
9.1 |
Напряжения, переменные |
6 |
2 |
- |
- |
- |
|
во времени |
|
|
|
|
|
9.2 |
Расчет на прочность |
7 |
2 |
- |
2 |
5 |
9.3 |
Изгибные колебания валов |
- |
- |
- |
- |
- |
ИТОГО по разделу |
13 |
4 |
- |
2 |
5 |
|
Раздел X ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В УПРУГИХ СИСТЕМАХ |
|
|
||||
10.1 |
Перемещения в упругих |
9 |
2 |
2 |
2 |
5 |
|
системах |
|
|
|
|
|
10.2 |
Вычисление перемещений в |
8 |
2 |
- |
2 |
5 |
|
системах |
|
|
|
|
|
ИТОГО по разделу |
17 |
4 |
2 |
4 |
10 |
|
Раздел XI СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫЕ СИСТЕМЫ |
|
|||||
11.1 |
Статически неопределимые |
4 |
2 |
- |
- |
- |
|
системы |
|
|
|
|
|
11.2 |
Неразрезные балки |
7 |
2 |
- |
2 |
5 |
ИТОГО по разделу |
11 |
4 |
- |
2 |
5 |
|
Раздел XII СЛОЖНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ |
|
|
|
|||
12.1 |
Сложное сопротивление |
8 |
4 |
- |
2 |
- |
12.2 |
Внецентренное растяжение |
9 |
2 |
2 |
2 |
6 |
ИТОГО по разделу |
17 |
6 |
2 |
4 |
6 |
|
Раздел XIII ПРОДОЛЬНЫЙ ИЗГИБ |
|
|
|
|
||
13.1 |
Продольный изгиб |
6 |
2 |
2 |
- |
- |
13.2 |
Критическое напряжение |
7 |
2 |
1 |
2 |
- |
10
ИТОГО по разделу |
13 |
4 |
3 |
2 |
- |
|
Раздел XIV ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ |
|
|
|
|||
14.1 |
Динамические нагрузки |
7 |
2 |
2 |
- |
4 |
14.2 |
Вынужденные колебания |
6 |
1 |
- |
2 |
1 |
ИТОГО по разделу |
13 |
3 |
2 |
2 |
5 |
|
ИТОГО за IV семестр |
112 |
33 |
9 |
22 |
43 |
|
ВСЕГО ПО КУРСУ |
187 |
51 |
17 |
34 |
85 |
Таблица 1.2 - Тематический план направления 150400 «Технологические машины и оборудование»
|
Наименование разделов |
|
Количество часов |
|
||
|
всего |
|
в том числе |
|
||
|
и тем курса |
лекции |
лабора- |
семи- |
|
|
|
|
|
|
торные |
нар- |
СРС |
|
|
|
|
|
ские |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
III СЕМЕСТР |
|
|
|
||
Раздел I ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ |
|
|
|
|
||
1.1 |
Основные понятия |
4 |
2 |
- |
- |
- |
1.2 |
Перемещения и деформации |
5 |
- |
- |
2 |
6 |
ИТОГО по разделу |
9 |
2 |
- |
2 |
6 |
|
Раздел II РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ |
|
|
|
|
||
2.1 |
Растяжение и сжатие |
7 |
2 |
2 |
- |
6 |
2.2 |
Напряжения в сечениях бруса |
4 |
- |
- |
2 |
- |
2.3 |
Сведения о материалах |
4 |
2 |
- |
- |
- |
|
конструкций |
|
|
|
|
|
ИТОГО по разделу |
15 |
4 |
2 |
2 |
6 |
|
Раздел III СДВИГ |
|
|
|
|
|
|
3.1 |
Сдвиг |
4 |
2 |
- |
- |
- |
3.2 |
Расчеты на сдвиг |
5 |
- |
- |
2 |
6 |
ИТОГО по разделу |
9 |
2 |
- |
2 |
6 |
|
Раздел IV ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛОСКИХ СЕЧЕНИЙ |
||||||
4.1 |
Геометрические |
4 |
2 |
- |
- |
- |
|
характеристики сечений |
|
|
|
|
|
4.2 |
Вычисление моментов |
5 |
- |
- |
2 |
6 |
|
инерции сечений |
|
|
|
|
|
ИТОГО по разделу |
9 |
2 |
- |
2 |
6 |
|
Раздел V КРУЧЕНИЕ |
|
|
|
|
|
|
5.1 |
Кручение |
4 |
2 |
- |
- |
- |
5.2 |
Расчет винтовых пружин |
5 |
- |
2 |
- |
6 |
ИТОГО по разделу |
9 |
2 |
2 |
- |
6 |