Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Ульяновское высшее авиационное училище
гражданской авиации (институт)
Н.Ф. Леденева
В.С. Юганов
Механика
Учебно-методический
комплекс
Ульяновск 2009
ББК В2 я7
Л 39
Леденева, Н.Ф. Механика: учебно-метод. комплекс / Н.Ф. Леденева, В.С. Юганов. – Ульяновск : УВАУ ГА(и), 2009. – 394 с.
Содержит учебные, учебно-методические и справочные материалы, необходимые для организации учебного процесса по дисциплине «Механика».
Цели и задачи изучения дисциплины, содержание, объем, последовательность и методика подготовки по курсу «Механика» отражены в руководстве и методических указаниях по изучению дисциплины.
Теоретическая часть комплекса представлена учебным пособием по дисциплине, содержащим систематизированное изложение фундаментальных основ теоретической механики, рассмотрение базовых понятий сопротивления материалов, ключевых тем теории механизмов и машин, освещение основных вопросов деталей машин и основ конструирования. Для закрепления полученных знаний и самоконтроля каждый раздел теоретической части комплекса сопровождается контрольными вопросами.
Практический материал комплекса представлен набором типовых учебных задач и тестовых заданий по каждому разделу дисциплины с примерами решений и необходимыми объяснениями, способствующими более полному усвоению пройденного материала.
В комплексе приводится список литературы, рекомендуемой для самостоятельного изучения дисциплины, а также словарь терминов и список основных сокращений.
Предназначен для курсантов 1 и 2-го курсов специальности – Летная эксплуатация воздушных судов, 160506.65 – Аэронавигационное обслуживание и использование воздушного пространства, 280102.65. – Безопасность технологических процессов и производств (на воздушном транспорте), может быть полезен студентам заочной формы обучения.
Печатается по решению Редсовета училища.
©
Ульяновск,
УВАУ ГА(и), 2009
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 7
1. РУКОВОДСТВО ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ 9
1.1. Контроль знаний обучающихся 9
1.2. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 9
Рекомендуемая литература 9
Методические материалы 10
Технические средства обучения и контроля знаний 10
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 11
2.1. Список основных обозначений 11
2.2. Тематический словарь терминов 12
2.3. Методические указания по изучению дисциплины 17
3. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ 20
3.1. Теоретическая механика 20
Статика 20
Тема 1. Основные понятия и аксиомы статики 20
Тема 2. Система сходящихся сил 25
Тема 3. Теория пар сил 27
Тема 4. Система произвольно расположенных сил 30
Тема 5. Центр параллельных сил и центр тяжести 35
Тема 6. Понятие о трении. Виды трения 38
Контрольные вопросы 40
Кинематика 41
Тема 7. Основные понятия кинематики. 41
Способы задания движения 41
Тема 8. Простейшие виды движения твердого тела 47
Тема 9. Плоскопараллельное (плоское) движение твердого тела 51
Тема 10. Сферическое движение твердого тела 57
Тема 11. Сложное движение точки 59
Контрольные вопросы 63
Динамика 64
Тема 12. Основные законы механики. Две задачи динамики 64
Тема 13. Динамика относительного движения материальной точки 69
Тема 14. Введение в динамику системы материальных точек 73
Тема 15. Теорема о движении центра масс 77
Тема 16. Теорема об изменении количества движения 78
Тема 17. Теоpема об изменении момента количества 82
движения точки и механической системы 82
Тема 18. Теорема об изменении кинетической энергии 85
Тема 19. Динамика твердого тела. Принцип Даламбера 96
Тема 20. Принцип возможных перемещений 104
Тема 21. Малые колебания системы 108
Тема 22. Явление удара. Ударная сила и ударный импульс 111
Контрольные вопросы 115
3.2. Сопротивление материалов 116
Тема 1. Центральное растяжение – сжатие 116
Тема 2. Статически неопределимые задачи 127
при растяжении или сжатии 127
Тема 3. Напряженное состояние 130
Тема 4. Сдвиг 131
Тема 5. Кручение 133
Тема 6. Изгиб 138
Тема 7. Сложное сопротивление. Расчет по теориям прочности 154
Тема 8. Устойчивость сжатых стержней 161
Тема 9. Динамические нагрузки 165
Тема 10. Усталость 166
Контрольные вопросы 170
3.3. Теория механизмов и машин 171
Тема 1. Основные понятия теории механизмов и машин 171
Тема 2. Структурный анализ и синтез механизмов 175
Тема 3. Кинематический анализ механизмов 180
Тема 4. Силовой анализ и расчет механизмов 187
Тема 5. Динамический анализ машин и механизмов 196
Тема 6. Колебания в механизмах 202
Тема 7. Динамика приводов. Выбор типа приводов 214
Тема 8. Синтез механизмов 219
Контрольные вопросы 226
3.4. Детали машин и основы конструирования 227
Тема 1. Общие сведения о деталях машин 227
Тема 2. Механические передачи 231
Тема 3. Валы и оси 245
Тема 4. Соединение деталей машин 259
Тема 5. Упругие элементы 282
Тема 6. Муфты 286
Тема 7. Корпусные детали 294
Контрольные вопросы 298
4. ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 300
4.1. Теоретическая механика 300
Практикум по теме «Система сходящихся сил» 300
Тестовые задания по теме «Система сходящихся сил» 301
Практикум по теме «Теория пар сил» 302
Тестовые задания по теме «Теория пар сил» 304
Практикум по теме «Система произвольно расположенных сил» 305
Тестовые задания по теме «Система произвольно 307
расположенных сил» 307
Практикум по теме «Центр параллельных сил и центр тяжести» 308
Практикум по теме «Понятие о трении. Виды трения» 309
Практикум по теме «Основные понятия кинематики. 311
Способы задания движения» 311
Тестовые задания по теме «Основные понятия кинематики. 312
Способы задания движения» 312
Практикум по теме «Простейшие виды движения твердого тела» 313
Тестовые задания по теме «Простейшие виды движения 314
твердого тела» 314
Практикум по теме «Плоскопараллельное 315
(плоское) движение твердого тела» 315
Практикум по теме «Сложное движение точки» 317
Практикум по теме «Динамика относительного 319
движения материальной точки» 319
Практикум по теме «Введение в динамику 320
системы материальных точек» 320
Практикум по теме «Теорема о движении центра масс» 321
Практикум по теме «Теорема об изменении количества движения» 322
Практикум по теме «Теорема об изменении момента 323
количества движения» 323
Практикум по теме «Теорема об изменении кинетической энергии» 324
Тестовые задания по теме «Теорема об изменении 325
кинетической энергии» 325
Практикум по темам «Динамика твердого тела. 326
Принцип Даламбера» 326
Практикум по теме «Принцип возможных перемещений» 328
4.2. Сопротивление материалов 328
Практикум по теме «Центральное растяжение – сжатие» 328
Тестовые задания по теме «Центральное растяжение – сжатие» 330
Практикум по теме «Сдвиг» 331
Практикум по теме «Кручение» 333
Тестовые задания по теме «Кручение» 334
Практикум по теме «Изгиб» 334
Тестовые задания по теме «Изгиб» 336
Практикум по теме «Сложное сопротивление» 337
Тестовые задания по теме «Сложное сопротивление» 341
Практикум по теме «Устойчивость стержней» 341
Тестовые задания по теме «Устойчивость сжатых стержней» 343
Практикум по темам «Динамические нагрузки. 344
Усталость металлов» 344
4.3. Теория механизмов и машин 345
Практикум по теме «Структурный анализ и синтез механизмов» 345
Практикум по теме «Кинематический анализ и синтез механизмов» 350
Практикум по теме «Силовой анализ и расчет механизмов» 356
Практикум по теме «Синтез механизмов» 363
Тестовые задания по разделу «Теория механизмов и машин» 366
4.4. Детали машин и основы конструирования 372
Практикум по теме «Соединения деталей» 372
Практикум по теме «Муфты» 377
Тестовые задания по разделу «Детали машин 379
и основы конструирования» 379