080401 прикладная механика

1. Цели и задачи дисциплины
1.1. Цель. Задачи дисциплины, ее место в подготовке специалистов (с учетом
квалификационных требований ГОС)
Курс
“Прикладная
механика”
предусматривает
изучение
студентами
немашиностроительных специальностей важнейших разделов дисциплин “Теоретическая
механика”, “Сопротивление материалов”, “Детали машин” и расширение на этой основе
фундамента общеинженерной подготовки. В курсе “Прикладная механика” изучаются
законы движения и взаимодействия реальных технических объектов и способы решения
практических задач.
Теоретическая механика является наукой о механическом движении и равновесии
материальных тел в пространстве. Основываясь на законах Ньютона, она широко
использует математический аппарат и метод абстракций. В рамках этого метода,
анализируя сложное явление, выделяют основное, главное, отвлекаясь от
второстепенного, несущественного. Основными абстракциями, отражающими только
некоторые определенные свойства предметов, являются понятия материальной точки,
абсолютно твердого тела, приложенной в точке силы и др.
Инженерная наука о сопротивлении материалов изучает поведение различных
материалов при действии на них сил и указывает, как правильно подобрать для каждого
элемента конструкции материал и размеры, чтобы была обеспечена надежная работа этого
элемента.
Несмотря на большое разнообразие машин и механизмов, многие из них состоят из
однотипных деталей и узлов. Стандартизация в машиностроении предполагает
ограничение количества типов и размеров деталей и узлов, то есть их унификацию.
Основные типовые детали и узлы являются предметом изучения третьего раздела курса
прикладной механики.
Знания, полученные в результате изучения курса необходимы для оценки качества и
надежности изделий; на оценке механических свойств материалов основаны многие
физические методы испытания и контроля товаров.
1.2. Требования к уровню усвоения дисциплины
Студент должен знать основные методы определения условий равновесия механических
систем, их кинематических параметров, законы динамики; основные виды деформаций,
методы механических испытаний материалов, основы прочностных расчетов элементов
конструкций; основные узлы и детали машин.
Студент должен уметь решать задачи статики, кинематики и динамики; анализировать
результаты механических испытаний материалов; решать задачи по определению
прочности и работоспособности элементов конструкций.
Студент должен иметь представление об оценке свойств различных материалов по
результатам механических испытаний; подборе необходимых материалов и размеров
элементов конструкций; оценке работоспособности типовых деталей машин; работе со
справочной литературой.
1.3. Связь с другими дисциплинами учебного плана
Перечень действующих дисциплин с Перечень последующих дисциплин, видов
указанием разделов (тем)
работ
Математика
–
дифференциальное
и Товароведение
и
экспертиза
интегральное исчисление;
металлохозяйственных,
ювелирных и
Физика – механика.
химических товаров
Кол. час
Вид занятий, тема и краткое содержание
1
2
1
2
2
2
2
2
3
2
3
4
2
2
4
2
5
2
5
6
2
2
6
2
7
2
7
8
2
2
Лекция «Основные определения теоретической механики. Аксиомы
статики». Предмет и задачи теоретической механики. Понятие о силе и
системе сил. Аксиомы статики. Связи и реакции связей.
Практическое занятие «Определение реакций связей». Гладкие связи,
гибкие связи, шарнирно-подвижные и шарнирно-неподвижные опоры.
Лекция «Условия равновесия системы сил». Система сил, произвольно
расположенных в пространстве. Момент силы относительно точки и оси.
Пара сил, момент пары сил. Сложение сил, произвольно расположенных
в плоскости. Условия и уравнения равновесия сил, произвольно
расположенных на плоскости и в пространстве. Центр тяжести и
устойчивость равновесия. Определение координат центра тяжести.
Устойчивость равновесия. Трение.
Практическое занятие «Решение задач на равновесие плоской системы
сил». Плоская система сил, сходящихся в одной точке. Плоская система
сил, произвольно расположенных в плоскости. Определение центра
тяжести плоской фигуры.
Лекция «Кинематика точки». Равномерное и равнопеременное
движение. Определение скорости точки. Определение ускорения точки.
Частные случаи движения.
Практическое занятие «Решение задач кинематики точки».
Лекция «Кинематика твердого тела». Сложное движение точки и
твердого тела. Абсолютное, относительное и переносное движения.
Определение относительной скорости. Плоскопараллельное движение.
Мгновенный центр скоростей.
Практическое занятие «Решение задач кинематики твердого тела».
Мгновенный центр скоростей, способы его определения.
Лекция «Динамика точки и твердого тела». Аксиомы динамики. Работа
и мощность. Коэффициент полезного действия. Динамика материальной
точки и материальной системы. Силы инерции. Принцип Даламбера.
Импульс силы и количество движения. Потенциальная и кинетическая
энергия. Основное уравнение динамики для вращательного движения
твердого тела.
Практическое занятие «Решение задач динамики».
Лекция «Основные положения сопротивления материалов». Понятия о
деформациях, упругости, прочности. Нагрузки, напряжения. Метод
сечений. Растяжение и сжатие прямого бруса. Продольные силы.
Напряжения в поперечных сечениях бруса. Эпюры продольных сил и
нормальных напряжений.
Практическое занятие «Решение смешанных задач теоретической
механики».
Лекция «Деформации при растяжении и сжатии». Закон Гука для
растяжения и сжатия. Обобщенный закон Гука. Механические свойства
и испытания материалов.
Практическое занятие «Решение задач на закон Гука».
Лекция «Кручение». Крутящий момент. Напряженное состояние в точке
Методы
Неделя
2. Содержание дисциплины, способы и методы учебной деятельности преподавателя
2.1. Аудиторные занятия (лекции, лабораторные, практические, семинарские)
М
Э
М
Э
М
Э
М
Э
М
Э
М
Э
М
Э
М
8
9
2
2
9
2
10
2
10
2
11
2
11
2
12
2
12
13
2
2
13
14
2
2
14
15
2
15
16
2
2
16
17
2
2
17
2
18
2
18
2
тела. Чистый сдвиг. Кручение бруса круглого поперечного сечения.
Расчеты на прочность и жесткость бруса при кручении.
Практическое занятие «Решение задач на прочность при кручении».
Лекция «Геометрические характеристики плоских сечений». Моменты
инерции плоских сечений. Главные оси и главные моменты инерции.
Практическое занятие «Решение задач на определение прочности бруса
при изгибе». Построение эпюр поперечных сил и изгибающих
моментов.
Лекция «Прямой изгиб». Поперечные силы и изгибающие моменты.
Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Расчеты на
прочность при изгибе.
Лабораторная работа «Определение механических свойств материала
при растяжении».
Лекция «Сложные виды деформации бруса». Косой изгиб. Изгиб с
растяжением (сжатием). Гипотезы пластичности и прочности
материалов. Круги Мора. Расчеты на прочность.
Лабораторная работа «Определение механических свойств материала
при растяжении».
Лекция «Устойчивость сжатых стержней». Понятие об устойчивости
равновесия сжатого стержня. Критическая сила. Формула Эйлера и
пределы ее применимости.
Лабораторная работа «Испытание материалов на изгиб»
Лекция «Прочность при напряжениях, переменных во времени».
Основные понятия и определения. Предел выносливости и основные
факторы, влияющие на его величину.
Лабораторная работа «Испытание материалов на изгиб»
Лекция «Общие сведения о деталях машин. Резьбовые соединения».
Машина и механизм. Основные требования, предъявляемые к машинам
и их деталям. Коэффициент запаса прочности, допускаемые
напряжения. Винтовая линия и резьба. Конструктивные элементы
резьбовых соединений. Расчет резьбовых соединений.
Лабораторная работа «Испытание материалов на кручение».
Лекция «Неразъемные соединения». Сварные соединения. Заклепочные
соединения. Клеевые соединения.
Лабораторная работа «Испытание материалов на кручение».
Лекция «Передачи». Назначение передач и их классификация. Основные
кинематические и силовые соотношения. Фрикционные передачи.
Ременные передачи. Зубчатые передачи. Расчеты на прочность зубчатых
передач. Редукторы. Червячные передачи. Цепные передачи. Расчет и
подбор приводных цепей.
Лабораторная работа «Испытание материалов на ударную вязкость».
Лекция «Валы, оси, шпоночные и шлицевые соединения». Конструкции
и расчет валов и осей. Проверочные расчеты шпоночных и шлицевых
соединений.
Лабораторная работа «Испытание материалов на усталостную
прочность».
Лекция «Опоры валов и осей. Муфты». Подшипники скольжения.
Подшипники качения. Классификация и виды муфт.
Лабораторная работа «Основные виды деталей машин».
Э
М
Э
М
И
М
И
М
И
М
И
М
И
М
И
М
И
М
И
М
И
Кол.час.
Неделя
2.3. Самостоятельная работа студента
Темы, разделы, вынесенные на самостоятельную подготовку, вопросы к
практическим и лабораторным занятиям; тематика реферативной работы;
курсовые работы и проекты; контрольные; рекомендации по
использованию литературы, ЭВМ и др.
Методы
Методы
Кол.час.
Неделя
2.2. Индивидуальная работа преподавателя со студентом
Темы, разделы, вынесенные на индивидуальную подготовку, по докладам
на НОК, рефератам, темы контрольных работ, промежуточный контроль
уровня усвоения дисциплины и др.
2.4. Инновационные способы и методы, используемые в образовательном процессе
№
Наименование основных методов Краткое описание и примеры использования в
темах и разделах, место проведения
Применение
видеотехники
и Для
выполнения
лабораторных
работ
персональных компьютеров для используются
видеоматериалы
процессов
проведения лабораторных работ
испытания металлических образцов, а также
компьютерные программы с компьютерной
анимацией
процессов
испытания
и
твердотельного
моделирования
основных
деталей машин
3. Средства обучения
3.1. Информационно-методические
№ Перечень основной и дополнительной литературы, методических разработок, с
указанием наличия в библиотеке, на кафедре
Основная литература
1 Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Маслов Г.С. Прикладная механика: Учеб. для вузов.М.: Высш. шк., 2005, 412 с. (20 экз.)
Дополнительная литература
1 Прикладная механика/ Под ред.А.Т.Скойбеды.-Минск: ВШ, 1997, 562 с. (50 экз.)
2 Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Маслов Г.С. Прикладная механика: Учеб. для вузов.М.: Высш. шк., 1989 (1 экз.)
3 Воронков И.М. Курс теоретической механики.-М.: Наука, 1999, 487 с.
4 Мещерский И.В. Сборник задач по теретической механике.-М.: Наука, 2005, 365 с.
5 Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1974, 384 с.
6 Иосилевич Г.Б. Детали машин.-М.: Машиностроение, 1988, 296 с.
3.2. Материально-технические
№ ауд. Основное оборудование, стенды, макеты,
компьютерная техника, наглядные пособия и
другие
дидактические
материалы,
обеспечивающие проведение лабораторных и
практических
занятий,
научноисследовательской
работы
студентов
с
указанием наличия
401
Компьютерная техника (7 ПК)
Основное
назначение
(опытное,
обучающее,
контролирующее) и краткая
характеристика
использования при изучении
явлений
и
процессов,
выполнении расчетов
Обучающее (для выполнения
401
Видеодвойка
лабораторных работ)
Обучающее (для выполнения
лабораторных работ)
4. Текущий, промежуточный контроль знаний студентов
№; Тесты, вопросы для текущего контроля, для подготовки к зачету, экзамену
1
Аксиомы статики.
2
Связи и их реакции.
3
Система сил, сходящихся в одной точке.
4
Сложение сил. Определение равнодействующей.
5
Момент силы относительно точки.
6
Сложение сил, произвольно расположенных в пространстве
7
Условия равновесия плоской системы сил.
8
Система сил в пространстве. Условия равновесия пространственной системы сил
9
Сила тяжести. Центр тяжести. Определение положения центра тяжести
10 Трение
11 Основные кинематические параметры поступательного и вращательного движений
12 Неравномерное движение. Ускорение точки
13 Простейшие движения твердого тела
14 Сложное движение точки. Сложение двух движений
15 Плоскопараллельное движение
16 Мгновенный центр скоростей. Способы его определения
17 Сложение двух вращательных движений вокруг параллельных осей
18 Аксиомы динамики
19 Работа и мощность. Работа равнодействующей. Коэффициент полезного действия
20 Работа и мощность при вращательном движении
21 Силы инерции. Принцип Даламбера
22 Момент силы и количество движения. Теорема об изменении количества движения
точки
23 Потенциальная и кинетическая энергия
24 Динамика материальной системы. Момент инерции
25 Кинетическая энергия вращающегося тела
26 Виды нагрузок. Напряжения и деформации
27 Метод сечений
28 Растяжение и сжатие прямого бруса. Построение эпюр продольных сил и
нормальных напряжений
29 Закон Гука для растяжения и сжатия
30 Напряженное состояние в точке при растяжении
31 Механические свойства и способы испытания материала
32 Диаграмма растяжения и ее характерные точки
33 Твердость материала, способы испытания твердости
34 Допускаемые напряжения. Коэффициент запаса прочности
35 Кручение. Построение эпюр крутящих моментов
36 Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге
37 Прямой изгиб бруса. Деформации при изгибе. Нейтральный слой
38 Поперечные силы и изгибающие моменты при изгибе. Правило знаков
39 Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов
40 Устойчивость сжатых стержней
41 Расчеты на срез и смятие
42 Требования, предъявляемые к деталям машин
43 Машиностроительные материалы, их свойства и обозначение
44
45
46
47
48
49
51
52
Резьбовые соединения
Сварные, паяные и клеевые соединения
Заклепочные соединения
Передачи: фрикционные, зубчатые, цепные. Передаточное отношение
Оси и валы
Опоры валов и осей. Подшипники скольжения и качения
Шпоночные и шлицевые соединения
Муфты: глухие, компенсирующие, сцепные, предохранительные
5. Дополнения и изменения в рабочей программе на учебный год 200 /
Следующие записи относятся к п.п.
Автор
Зав. кафедрой
Принято УМУ
Дата « » ___________ 2008 г.