metodichka sopromat 1 sem

Методичні вказівки щодо виконання розрахунково-графічних і контрольних робіт з навчальної дисципліни "Опір матеріалів" для студентів денної та заочної форм навчання зі спеціальностей: 6.090200 – “ Технологія машинобудування”, 6.090200 – “ Металорізальні верстати та системи”, 6.090200 – « Автомобілі та автомобільне господарство», 6.090200 – « Колісні та гусеничні транспортні засоби», 6.090200 – « Підйомно-транспортні будівельні, дорожні, меліоративні машини і обладнання» (у тому числі скорочений термін навчання) Частина І

Укладачі: доц. С.М.Мисліцький, асист. Я.С.Долударєва Рецензент д.т.н., проф. В.В.Драгобецький

Кафедра технічної механіки

Затверджено методичною радою КДПУ імені Михайла Остроградського Протокол № ____ від __________

Заступник голови методичної ради ______________ доц. С.А.Сергієнко

ЗМІСТ

Вступ ………………………………………………………..…………...……. 4

1.Мета і задачі роботи………………………………………………………….. 5

2.Рекомендації щодо оформлення роботи……………………….…….……… 5

3.Завдання до роботи…………………………….………….………….………. 6

4.Зміст роботи…………………………………..……………….……..…….….. 6

5.Методичні вказівки щодо виконання роботи………………….…..…….….. 8

5.1Основні відомості……………….…..………...………….………..….. 8

5.2Розтяг-стиск………………….……….….…………………….……... 10

5.3Кручення………………………..…….………………………….…… 13

5.4Гнуття………………………………….…….……………………..…. 22

Список літератури…………………………….………………….………....... 32

Додаток А Зразок оформлення титульної сторінки……….…..….……….. 33

ВСТУП

"Опір матеріалів" – одна з важливих загальнотехнічних дисциплін, які формують мислення інженера, і мають велике значення для підготовки кваліфікованих фахівців технічних спеціальностей. Опір матеріалів є одним з найбільш важких курсів, які вимагають глибокого і систематичного вивчення теорії та проходження практикуму.

Початок науки про опір матеріалів пов'язують з ім'ям знаменитого фізика, математика та астронома Галілео Галілея, який 1638 р. дав розв’язання деяких важливих задач динаміки та опору матеріалів. 1660р Р.Гук сформулював закон, що встановлює зв'язок між навантаженням і деформацією, який має винятково важливе значення для опору матеріалів.

Опір матеріалів поряд з теорією пружності, теорією пластичності та теорією споруджень є розділом будівельної механіки. На відміну від теоретичної механіки, у якій усі тіла розглядаються як абсолютно тверді, в опорі матеріалів враховується, що елементи конструкції при дії зовнішніх сил змінюють свою форму й розміри, тобто деформуються.

При проектуванні різних конструкцій (споруджень, машин, приладів й ін.) необхідно проводити розрахунки на міцність. Неправильний розрахунок самої, на перший погляд незначної деталі може викликати дуже серйозні наслідки,

і стійкість. Метою розрахунків на жорсткість є визначення таких розмірів елементів конструкцій, при яких переміщення (деформації) не перевищують заданих величин, припустимих за умовами нормальної експлуатації. При проведенні розрахунків необхідно надійність роботи спорудження сполучати з його економічністю, одержувати необхідні міцність, жорсткість і стійкість при найменшій витраті матеріалів.

Дані методичні вказівки дають уяву лише про основні питання, на які необхідно звернути увагу при вивченні дисципліни "Опір матеріалів".

Для повного засвоєння матеріалу студентові також необхідна робота з підручником, задачником, довідником та іншою додатковою літературою [1, 2, 3].

МЕТА І ЗАДАЧІ РОБОТИ

Мета розрахунково-графічної та контрольної роботи для студентів денної та заочної форм навчання (у тому числі скорочений термін) – поглиблене вивчення матеріалу першої частини курсу «Опір матеріалів» і набуття навичок самостійного виконання проектувальних та перевірочних розрахунків на міцність та жорсткість конструкцій при простих деформаціях.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО ОФОРМЛЕННЯ РОБОТИ

Робота виконується українською або російською мовою письмово або на комп'ютері. При недоступності виконання роботи на комп'ютері студент може виконати її письмово в тонкому зошиті в клітинку. Текст пишуть від руки синім чорнилом. Креслення виконують простим олівцем з допомогою лінійки, лекал та циркуля.

Вимоги до оформлення роботи при виконанні на комп’ютері:

Обсяг роботи: 15-20 сторінок (включаючи креслення). Заповнення сторінки не менш ніж на 80 %. Текстовий редактор Microsoft Word 2000 і вище.

Стиль тексту: формат аркуша – А4, поля зліва – 3 см, справа – 1 см, зверху та знизу по 2 см. Інтервал між рядком – одинарний, шрифт Times New Roman, 14 pt, звичайний, абзац 1,25 см, вирівнювання по ширині, автоматичне виставлення переносів.

Стиль формул: шрифт Times New Roman, 14 pt, звичайний, відступ 1 см,

рівняння по ширині, табуляція по правому краю на 1,7 см. Для редактора формул наступні параметри: великі, малі грецькі літери та символи – шрифт Symbol, інші Times New Roman. Розміри: звичайний 14 pt, крупний індекс 10 pt,

дрібний індекс 9 pt, крупний символ 16 pt, дрібний символ – 14 pt.

Креслення: креслення виконують за допомогою графічних редакторів і вносяться в текст у вигляді рисунків. При оформленні роботи на комп’ютері не допускається виконання креслень від руки.

Сторінки роботи нумерують арабськими цифрами внизу посередині зі збереженням наскрізної нумерації всього тексту. Титульну сторінку теж включають до нумерації, але номер сторінки не ставлять.

ЗАВДАННЯ ДО РОБОТИ

Студенти групи на практичному занятті з дисципліни «Опір матеріалів» отримують підписаний викладачем бланк форматом А4 на якому згідно з повним (шість цифр) номером залікової книжки комп’ютерним способом згенеровано персональне завдання та вказана дата видачі. Бланк завдання містить умови до задач, які необхідно розв’язати студентам. Вимоги в тексті завдання всім студентам групи ставляться однакові, але з різними вихідними даними.

При оформленні роботи бланк завдання повинен бути другою сторінкою після титульної. Робота без бланку завдання до перевірки не приймається.

Бланк завдання є документом, за збереження якого відповідає персонально студент. У випадку псування або втрати цього документу студент отримує від викладача та виконує додаткові завдання.

ЗМІСТ РОБОТИ

При розв’язанні кожної задачі студент повинен відобразити в роботі, крім розрахунків, наступне:

–креслення розрахункової схеми відповідно до вихідних даних з наведенням значень усіх відомих розмірів та зусиль;

–епюри внутрішніх зусиль та деформацій у випадку, якщо значення цих зусиль або деформацій використовують у розрахункових формулах.

Відповідно до цього структура окремої задачі в роботі може бути такою: 1) текст умови задачі, який повністю збігається із наведеним

уперсональному бланку завдання;

2)схема розглянутої конструкції з дотриманням вказаного або зручного для оформлення масштабу;

3)розв’язання з нумерацією та короткою назвою окремих дій (без довгих текстових пояснень);

4)необхідні для виконання розрахунків епюри внутрішніх зусиль та деформацій з умовним позначенням їхньої назви, знаків та абсолютних величин (для зручності побудови та сприйняття епюри бажано розташовувати поруч з розрахунковою схемою та одна з одною);

5)висновки та оцінка отриманих результатів (за необхідності);

6)позначка про повне розв’язання в кінці задачі.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Основні відомості

Опір матеріалів – наука, що займається вивченням і створенням методів розрахунку деталей (елементів) на міцність, жорсткість і стійкість.

Кожному виду простої деформації відповідає один вид внутрішніх зусиль:

розтяг (стиск) - N

Епюра внутрішнього зусилля – це графік, що відображає зміну внутрішнього зусилля по довжині бруса.

Для визначення величини внутрішніх зусиль використовують метод

перерізів:

1)подумки розсікають брус в окремому перерізі;

2)одну з частин бруса відкидають;

3)на частині, що залишилася, дію відкинутої частини заміняють внутрішніми зусиллями;

4)для залишеної частини складають рівняння рівноваги, з яких визначають внутрішні зусилля.

Напруження (механічне) – величина внутрішніх зусиль, що приходиться

на одиницю площі перерізу, H2 = [Па].м

Допускні напруження – відношення величини небезпечних напружень до

де n – коефіцієнт запасу міцності.

Умова міцності в загальному вигляді:

де [σ], [τ] – допускні напруження.

Розтяг-стиск

Розтяг-стиск – простий вид деформації, при якому в поперечному перерізі бруса виникає тільки одне внутрішнє зусилля N (поздовжня сила).

Правило знаків поздовжньої сили N: якщо подовжня сила діє на розтяг, то її вважають додатною, якщо на стиск – від’ємною.

Умова міцності при розтягу-стиску:

Небезпечні напруження при розтягу-стиску:

для чавунів – межа міцності (починається руйнування); для сталей – межа текучості (з’являються значні залишкові деформації).

де N - поздовжня сила, [H]; l - довжина ділянки, [м];

F - площа поперечного перерізу ділянки, [м2];

Е - модуль повздовжньої пружності 1-го роду (модуль Юнга), [Па].

Правило перевірки епюри N:

Епюра N перевіряється за розрахунковою схемою. Стрибки на епюрі N повинні бути в тих перерізах, у яких на розрахунковій схемі прикладені