1. Цели и задачи дисциплины Цель дисциплины

Транскрипт

1

2

3 1.1. Цель дисциплины 1. Цели и задачи дисциплины Дисциплина «Сопротивление материалов» относится к общетехническому циклу и имеет своей целью усвоение будущими специалистами основ инженерной подготовки в области проектирования и расчета типовых элементов инженерных сооружений, что необходимо для успешной производственной деятельности и последующего изучения других технических дисциплин Задачи дисциплины: усвоение основ теории науки «Сопротивление материалов» и овладение инженерными методами расчетов элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость Результаты обучения В результате освоения дисциплины студент должен: знать: напряжѐнно-деформированное состояние типовых элементов конструкций при различных видах нагружения; уметь рассчитать стержни на прочность и жесткость при растяжении-сжатии, кручении, изгибе; а также освоить экспериментальные методы исследования напряженно-деформированного состояния тела; демонстрировать способность и готовность в случае производственной необходимости проектировать и рассчитывать на прочность и жесткость конструкции умеренной сложности. 2. Место данной дисциплины в учебном процессе Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение следующих дисциплин: теоретическая механика (разделы: статика, основные теоремы динамики), высшая математика (разделы: дифференциальное и интегральное исчисление, основы теории матриц). Знание дисциплины «Сопротивление материалов» необходимо при изучении вопросов проектирования и расчетов транспортного оборудования, и,

4 особенно, при работе над дипломным проектом, включая прохождение производственной практики. недели 3.1.Содержание лекционных занятий 3. Содержание дисциплины Наименование тем и их содержание 1 Вклад российских и советских ученых в развитие науки «Сопротивление материалов». Допущения сопромата, расчетная схема, внутренние силовые факторы. Нормальные и касательные напряжения. Кол-во час Очное 2,3 Растяжение и сжатие. Закон Гука. 1 3,4 Механические свойства материалов при растяжении и сжатии. Влияние низких температур на характеристики механических свойств материалов. 5,6,7 Расчеты на прочность и жесткость при растяжении и сжатии. Сдвиг и кручение. Напряженное состояние 8,9 при чистом сдвиге. Расчеты на срез и смятие. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. 10,11 Геометрические характеристики поперечных сечений стержня. 12,13, 14 Изгиб прямых стержней. Расчет напряжений. Построение эпюр. Расчеты на прочность. Расчеты балок на изгиб в математической программе «Maple». 15,16, 17 Сложное сопротивление 3 18 Устойчивость равновесия деформируемых 2 систем Всего часов Методы преподавания 3 демонстрция программы расчета балок в среде «Maple»

5 3.2.Содержание практических занятий Тематика практических занятий разработана в соответствии с лекционным курсом и требованиями государственного образовательного стандарта. Подготовка к практическим занятиям включает проработку лекционного материала, а также самостоятельное изучение отдельных вопросов по заданным темам. недели Наименование тем и их содержание 2 Определение внутренних усилий в стержнях. Построение эпюр внутренних усилий при осевом растяжении-сжатии. Кол-во часов Очное 3,4 Расчет на прочность при растяжении-сжатии 1 5,6 Геометрические характеристики плоского сечения 2 7 Расчет на прочность при кручении 2 8 Определение внутренних усилий при изгибе 2 1 Методы преподавания 9 Расчет на прочность по нормальным напряжениям 1 при изгибе 10 Расчет на прочность по касательным напряжениям 1 при изгибе 11 Определение перемещений при изгибе методом 1 непосредственного интегрирования упругой линии балки 12,13 Косой изгиб. Расчет на прочность 2 14, 15 Расчет вала на совместное действие изгиба и 2 кручения 16,17 Расчет пространственного стержня 2 18 Устойчивость сжатых стержней 1 Всего часов Перечень тем лабораторных работ недели 1 Наименование тем Определение модуля упругости и коэффициента Пуассона на образцах из стали Кол-во Методы преподавания часов 2 Работа на учеб ном комплексе СМ-1

6 3 Определение модуля сдвига 2 Работа на учеб ном комплексе СМ Опытная проверка теоремы о взаимности работ Определение перемещений при изгибе балки Исследование напряжений и перемещений в балке при косом изгибе Исследование внецентренного растяжения стержня 13 Экспериментальное определение реакции промежуточной опоры двухпролетной неразрезной балки 15 17,18 Исследование плоского напряженного состояния Исследование устойчивости сжатого стержня. 2 Работа на оригинальном стенде 2 Работа на оригинальном стенде 2 Работа на учеб ном комплексе СМ-1 2 Работа на учеб ном комплексе СМ-1 2 Работа на оригинальном стенде 2 Работа на учеб ном комплексе СМ-1 2 Работа на оригинальном стенде Всего часов Задания к контрольным мероприятиям 4.1. Вопросы для подготовки к контрольным мероприятиям Первое контрольное мероприятие 1. Расчетная схема. Модели геометрической формы, материала, нагрузок. Допущения сопромата. 2. Метод сечений. Внутренние силовые факторы и связанные с ними виды деформаций. 3. Нормальные и касательные напряжения, их взаимосвязь с внутренними силовыми факторами. 4. Построение эпюр продольных сил, нормальных напряжений и перемещений при растяжении сжатии. 5. Напряженное состояние в точке при растяжении сжатии. 6. Закон Гука. 7. Вывод формулы для определения абсолютной деформации при растяжении сжатии.

7 8. Поперечная деформация. Коэффициент Пуассона. 9. Характеристики свойств материалов, определяемые растяжения (сжатия). 10. Статически неопределимые системы (растяжение сжатие). Расчеты на прочность по допускаемым напряжениям, факторы, влияющие на выбор допускаемых напряжений. Второе контрольное мероприятие 1. Геометрические характеристики плоских сечений. 2. Определение центра тяжести и моментов инерции сложных сечений. 3. Понятие о главных моментах инерции, главных осях, главных центральных осях. 4. Расчет составного поперечного сечения 5. Чистый сдвиг. Закон Гука при чистом сдвиге. 6. Кручение. Внутренние усилия 7. Посторонние эпюр крутящих моментов и углов поворота сечений бруса с круглым поперечным сечением. 8. Вывод формулы распределения касательных напряжений по радиусу при кручении бруса круглого поперечного сечения. 9. Статически неопределимые системы при кручении 10. Расчеты на прочность и жесткость при кручении бруса круглого сечения. Третье контрольное мероприятие 1. Изгиб. Виды изгиба. 2. Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и распределенной нагрузкой. 3. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил. 4. Вывод формулы нормальных напряжений при прямом чистом изгибе. 5. Касательные напряжения при поперечном изгибе. Формула Журавского. 6. Расчеты на прочность при изгибе. 7. Косой изгиб. 8. Внецентренное растяжение сжатие. Определение перемещений в балках методом непосредственного интегрирования. 9. Продольный изгиб. Формула Эйлера. Расчет стержней на устойчивость. 10. Расчет на устойчивость. Формула Ясинского Рейтинговая оценка знаний студентов Рейтинговая система оценки по курсу «Сопротивление материалов» для студентов 2 курса по направлению «Нефтегазовое дело (НД CТХ )» Максимальное количество баллов за каждую текущую аттестацию

8 1 аттестация 2 аттестация 3 аттестация Итого Контрольные мероприятия Баллы недели Виды контрольных мероприятий 1 Расчетно-графическая работа Тема 1. Расчеты статически 10 2,3,4,5 определимых и статически неопределимых систем на прочность и жесткость при растяжении сжатии. 2 Контрольная работа в аудитории 20 6 Итого 30 3 Расчетно-графическая работа Тема 2. Расчет статически неопределимых систем на прочность и жесткость при растяжении сжатии. 4 Контрольная работа в аудитории Итого 35 5 Расчетно-графическая работа Тема 3. Расчет статически определимых балок при изгибе. Построение эпюр, расчеты на прочность и жесткость. 6 Контрольная работа в аудитории Итого 35 Всего Примеры заданий для проверки знаний студентов по межсессионному контролю Шкала оценки знаний студентов по 1-ой контрольной точке: Верно выполненное задание 1) из теоретических вопросов 1 балл; Верное решение задач 2) 1 и 2 балла соответственно; Верное решение задачи 3) 1 балл. Контрольная точка 1 (пример задания) 1) Какая деформация называется упругой и какая пластической? Какие напряжения называются температурными и как они появляются? Запишите формулу для их определения. В чѐм заключается деформация сдвига?

9 9см Что называется статическим моментом площади? 2) Задача 1. Для заданного стержня по эпюре нормальных сил построить эпюру нормальных напряжений, расставить внешние силы, указав их направление и величину. А = 10 см 2 ; Задача 2. Абсолютно жесткий брус шарнирно поддерживается стальными стержнями и крепится посредством опорных устройств, брус нагружен силой F. Требуется подобрать размеры поперечных сечений стержней, принимая для стальных стержней adm = 160 МПа. F=300кН; а =1,5 Задача 1 Задача 2 А N,кН А 60 3) Для заданного типа сечения определить моменты инерции относительно указанных осей y 11см Шкала оценки знаний студентов по 2-ой контрольной точке: 8см Верно выполненное задание 1) из теоретических вопросов 1 балл; Верное решение задач 2) 2 и 2 балла соответственно. Контрольная точка 2 (пример задания)1) Какой изгиб называется чистым? Что называется изгибающим моментом и поперечной силой в данном сечении? Какие виды напряжений возникают при изгибе? Как определить угол закручивания круглого вала? 2) Для заданных схем балок выполнить следующие задания: Балка 1 определить максимальные нормальные напряжения, если поперечное сечение балки двутавр 18. z

10 2 1 M3 M M F q2 F 1 1 5,3 5,0 5,0 5,0 F,кН M,кНхм q,кн/м Балка 2 подобрать сечение из 2-х швеллеров, adm =160 МПа.,b=2.Расстояния указаны в метрах. Шкала оценки знаний студентов по 3-ьей контрольной точке: Верно выполненное задание 1) из теоретических вопросов 1 балл; Верное решение задачи 2) 4 балла. Контрольная точка 3 (пример задания) 1) Метод сил. Канонические уравнения метода сил. Как вычислить напряжения при динамических нагрузках? Какие напряжения возникают при циклическом действии сил? 2) Для заданной статически неопределимой рамы построить эпюры изгибающих моментов.

11 Неделя Количество часов без преподавателя с преподавателем с группой Литература (номер из списка) M=4кНм 2EJ 0,5м EJ 1м 5. Содержание самостоятельной работы студентов 5.1. Календарный график самостоятельной работы студентов по дисциплине Виды самостоятельной работы Самостоятельная работа Виды контроля Тема 1. Расчет статически Защита определимых систем при 0, контр. 6,8 6 0,3 растяжении сжатии. 5 дом. 2, 3, 4, 5 8, 9,10, 11 14, 15, 16 Тема 2. Расчет статически неопределимых систем на прочность и жесткость при растяжении сжатии. Тема 3. Расчет статически определимых балок при изгибе. Построение эпюр, расчеты на прочность и жесткость. 11,3 10,4 0,4 17,9 16 0,7 Всего 36 32,4 1,4 0, 5 1, 2 2, 2 задания Защита контр. дом. задания Защита контр. дом. задания 1 с с с , с

12 6. Методическое обеспечение 6.1. Основная литература 1. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов./ Феодосьев В.И. ; -М.: Наука, с. 2. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов. / Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. ; -М.: Высшая шк., с Дополнительная литература 3. Сопротивление материалов. Степин П.А. СПб: Лань, с. 4. Сопротивление материалов(пособие по решению задач). Миролюбов И. Н. - СПб: Лань, с 6.3. Методические указания 5. «Сопротивление материалов, Техническая механика,прикладная механика» Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов всех инженерных специальностей очной и заочной форм обучения.гречин Е.Г., Уманская О.Л. - Тюмень :ТюмГНГУ, п.л 6. «Сопротивление материалов, Техническая механика,прикладная механика» Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов всех инженерных специальностей очной и заочной форм обучения 2.Гречин Е.Г., Уманская О.Л.Пономарева Т.М. - Тюмень :ТюмГНГУ, п.л 7. «Расчетно-графические задания»методические указания для практических занятий и выполнению расчетно-графических заданий по дисциплинам «Сопротивление материалов», «Техническая механика», «Прикладная механика» для студентов всех технических специальностей и направлений всех форм обученияб.а.гуляев,ю.е.якубовский - Тюмень :ТюмГНГУ, п.л 6.4. Мультимедийные и технические средства обучения 1. Комплекс универсальный учебный СМ 1 для проведения лабораторных работ по курсу «Сопротивление материалов» в высших учебных заведениях. 2. Оригинальные стенды для проведения лабораторных работ по курсу «Сопротивление материалов». 3. Программы электронного тестирования для межсессионного контроля знаний.

13 6.5. Иллюстративные материалы 1. Материалы в электронном виде по презентации комплекса «Ansys» 2. Учебные плакаты по курсу «Сопротивление материалов»