Основы технической механики. Методические указания к контрольной работе Задачи алгоритм и пример решения Исходные данные () 23 Схемы к задачам 130

• Название: Методические указания к контрольной работе Задачи алгоритм и пример решения Исходные данные () 23 Схемы к задачам 130
• Анкор: Основы технической механики .doc
• Дата: 24.04.2017
• Размер: 2.8 Mb.
• Имя файла: Основы технической механики .doc
• Тип: Методические указания; #4563
• страница: 2 из 8

СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДМЕТА

Введение

Содержание, основные задачи и разделы технической механики. Роль и значение механики в технике. Материя и движение.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

Теоретическая механика и ее разделы: статика, кинематика, динамика. Задачи теоретической механики.
Статика

1.1Основные понятия и определения.

Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Сила как вектор. Свободное и несвободное тело. Связи. Реакции идеальных связей.

1.2Плоская система сходящихся сил (ПССС)

Система сходящихся сил. Равнодействующая двух сил на плоскости. Сложение плоской системы сходящихся сил. Силовой многоугольник. Проекции силы на две взаимно перпендикулярные оси. Аналитическое определение равнодействующей системы сходящихся сил. Геометрическое и аналитические условия равновесия. Уравнения равновесия.

1.3Пара сил

Пара сил. Плечо пары, момент, его знак. Эквивалентность пар. Сложение пар. Условие равновесия пар.

1.4Плоская система произвольно расположенных сил (плоская система сил)

Момент силы относительно точки. Приведение силы к данному центру. Приведение плоской системы сил к данной точке; главный вектор и главный момент. Условия и уравнения равновесия плоской системы сил (два вида). Балочные системы. Классификация нагрузок: сосредоточенные силы, пары сил, распределенные нагрузки. Виды опор балок и их реакции.

1.5Центр тяжести

Центр параллельных сил. Центр тяжести. Формулы для определения центра тяжести тонкой однородной пластины. Положение центра тяжести тела, имеющего плоскость или ось симметрии. Положение центров тяжести простых геометрических фигур:

прямоугольника, треугольника, круга, кругового сектора. Определение положения центров тяжести тонких геометрических фигур и профилей проката. Статический момент сечения. Условие равновесия тела, имеющего точку опоры или ось вращения.
2 СОПРОТИВЛЕНИЕ МА ТЕРИАЛОВ
2.1Основные положения

Понятие о науке «Сопротивление материалов». Прочность, жесткость, устойчивость. Основные гипотезы и допущения. Метод сечений. Напряжениешормальное и касательное.

2.2Растяжение и сжатие

Продольные силы и их эпюры. Нормальные напряжения в поперечных сечениях бруса и их эпюры. Продольные и поперечные деформации. Закон Гука. Диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали и ее характерные параметры. Допускаемые напряжения. Расчеты на прочность. Статически неопределимые системы.

2.3Практические расчеты на срез и смятие

Срез: основные расчетные предпосылки, расчетные формулы. Расчеты на срез и смятие соединений болтами, заклепками и т. д.

2.4 Геометрические характеристики плоских сечений

Осевые, центробежные моменты инерции. Связь между осевыми моментами инерции относительно параллельных осей. Главные оси и главные центр <аль^шые моменты инерции. Осевые моменты инерции простейших сечений. Определение главных центральных моментов инерции составных сечений, имеющих ось симметрии.

2.5Кручение

Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге и кручении. Крутящие моменты и их эпюры. Напряжения в поперечном сечении бруса при кручении. Угол закручивания. Полярные моменты инерции и сопротивления для круга и кольца. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Расчет цилиндрических винтовых пружин.

2.6Плоский изгиб

Основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Внутренние силовые факторы - поперечная сила и изгибающий момент, их эпюры. Нормальные напряжения в поперечных сечениях брусьев при чистом изгибе. Расчеты на прочность при изгибе. Осевые моменты сопротивления. Рациональные формы поперечных сечений балок из пластичных и хрупких материалов.

2.7Изгиб и кручение

Понятие о напряженном состоянии в точке. Главные напряжения. Связь главных напряжений с нормальными и касательными напряжениями, возникающими в поперечных сечениях бруса. Назначение теорий прочности. Эквивалентные напряжений). Эквивалентные напряженные состояния. Теория наибольших ^касательных Расчет бруса круглого поперечного сечения на изгиб с кручением.

2.8Устойчивость сжатых стержней

Понятия об устойчивых и неустойчивых формах упругого равновесия. Критическая сила. Формула Эйлера. Связь между критической и допускаемой нагрузкой. Эмпирические формулы для критических напряжений. Рациональные формы поперечных сечений сжатых стержней.

2.9Расчет на прочность при переменных напряжениях

Условия работы деталей машин, возникновение переменных напряжений. Циклы напряжений. Усталостное разрушение. Кривая усталости. Предел выносливости и его связь с характеристиками статической прочности. Зависимость предела выносливости от вида нагружения бруса.
3 ЭЛЕМЕНТЫ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ

Кинематика как наука о механическом движении, изучаемом с точки зрения геометрии. Покой и движение.
3.1Основные понятия кинематики

Основные понятия кинематики: траектория, путь, время, система отсчета.

3.2Кинематика точки

Уравнения движения. Закон движения. Способы задания движения точки. Средняя скорость и скорость в данный момент. Ускорение: нормальное, касательное, полное. Виды движения в зависимости от ускорения,

3.3Простейшие движения твердого тела

Поступательное движение и его свойства. Вращение тела вокруг неподвижной оси. Угловое перемещение. Уравнение вращения, средняя угловая скорость и угловая скорость в данный момент. Равномерное вращение. Равнопеременное вращение. Линейные скорости и ускорения точки вращающегося тела. Способы передачи вращательного движения. Передаточное отношение.

3.4Основные понятия и аксиомы динамики

Динамика. Предмет динамики: понятие о двух основных задачах динамики. Аксиомы динамики:

1. 
   Принцип инерции.
   
2. 
   Основной закон динамики для материальной точки.
   
3. 
   Принцип независимости действия сил.
   
4. 
   Закон равенства действия и противодействия.
   

3.5Силы инерции. Метод кинетостатики

Понятия о силе инерции. Силы инерции при криволинейном движении, принцип Даламбера. Метод кинетостатики.

3.6Работа и мощность

Работа постоянной силы при прямолинейном движении. Работа силы тяжести. Мощность. Понятие о механическом коэффициенте полезного действия. Работа и мощность при вращательном движении; окружное усилие; вращательный момент.

3.7Теоремы динамики. Основное уравнение динамики

Импульс силы, количество движения. Теорема об изменении количества движения материальной точки. Система материальных точек. Основное уравнение динамики для вращательного движения тела. Кинетическая энергия тела. Теорема об изменении кинетической энергии системы.
4 ДЕТАЛИ МАШИН И МЕХАНИЗМЫ ТОЧНЫХ ПРИБОРОВ
4.1Основные понятия и определения

Звено, кинематическая пара, кинематическая цепь, механизм, классификация механизмов. Машины, приборы, аппараты и приспособления. Требования, предъявляемые к машинам, сборочным единицам и деталям. Значение взаимозаменяемости в машино-и приборостроении. Погрешности изготовления и сборки, способы их устранения. Прочность. Общая прочность. Контактная прочность. Контактные напряжения и деформации. Формула Герца для определения контактных напряжений на площадке контакта цилиндров.

4.2Соединения деталей

Неразъемные соединения: заклепочные, сварные, соединения пайкой, склеиванием, напрессовкой, заформовкой, развальцовкой, обжимкой, загибкой. Их особенности и область применения. Разъемные соединения: резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые. Их особенности и область применения.

4.3 Механизмы поступательного, колебательного и прерывистого движения

Шарнирный четырехзвенник. Кривошипно-ползунный механизм, характер движения его звеньев. Назначение и область применения. Кулачковые и рычажные механизмы. Храповые и мальтийские механизмы, их устройство, принцип действия, область применения.

4.4Винтовые механизмы

Винтовые механизмы для передачи движения. Передачи трением скольжения и качения, сравнительная оценка,К.П.Д. и передаточное число. Материалы винтовой пары. Понятие о расчете передач с трением скольжения. Допускаемые напряжения.

4.5 Механизмы передачи вращательного движения

Классификация механических передач, их назначение, принцип действия. Основные кинематические и силовые соотношения для одно- и многоступенчатых передач. Фрикционные передачи. Ременные передачи. Зубчатые и червячные передачи. Цепная передача,

4.6Валы и оси

Валы и оси, их назначение и классификация. Элементы конструкции. Конструктивные и технологические способы повышения сопротивления усталости. Материалы. Проверочный и проектировочный расчеты осей и валов.

4.7Направляющие вращательного и поступательного движений

Опоры скольжения и качения, сравнительная оценка. Конструкции опор, материалы, классификация. Понятие о расчете опор качения на динамическую грузоподъемность.

4.8 Я Муфты

Назначение и классификация муфт. Конструкции муфт.
Вопросы для самоконтроля

К теме «Введение»

1. 
   Что изучает техническая механика?
   
2. 
   Что изучает теоретическая механика?
   
3. 
   Что изучает статика, кинематика, динамика?
   

К теме 1.1 Основные понятия и аксиомы статики

4. 
   Дайте определение понятиям: «материальная точка», «абсолютно твердое тело».
   
5. 
   Что называется силой, в каких единицах измеряется сила?
   
6. 
   Что называется равнодействующей и уравновешивающей силой?
   
7. 
   Дайте определение свободного и несвободного тела, связи и реакции связи.
   

К теме 1.2 Плоская система сходящихся сил

8. 
   Какая система сил называется сходящейся?
   
9. 
   Сформулируйте и запишите геометрические условие? равновесия сходящихся сил.
   

10. 
    Что. значит? сложить две или несколько сил, приложенных в одной точке?
    
11. 
    Что называется проекцией силы на ось? Как определяется величина и знак проекции силы на оси координат? В каком случае проекция силы на ось равна нулю?
    
12. 
    Проекция силы на ось является векторной или скалярной величиной?
    
13. 
    Какие уравнения и сколько можно составить дДя уравновешенной плоской системы сходящихся сил?
    

К теме 1.3 Пара сил

14. 
    Что называется парой сил?
    
15. 
    Что называется моментом пары сил и как определяется знак момента?
    
16. 
    Какие пары сил называются эквивалентными?
    
17. 
    Чему равна сумма проекций сил пары на любую ось?
    

К теме 1.4 Плоская система произвольно расположенных сил

18. 
    Что называется моментом силы относительно точки?
    
19. 
    В каком случае момент силы относительно точки равен нулю?
    
20. 
    Что называется плоской системой произвольно расположенных сил?
    
21. 
    Каков результат приведения плоской системы произвольно расположенных сил к данной точке?
    
22. 
    Что называется главным вектором и главным моментом плоской системы сил?
    
23. 
    Будет ли находиться плоская система сил в равновесии, если ее: главный вектор и главный момент равны нулю?
    
24. 
    Сколько и какие уравнения можно составить при равновесии плоской системы произвольно расположенных сил?
    
25. 
    Назовите основные виды нагрузок.
    

26 Назовите основные виды опор балочных систем, выполните их условные изображения по ГОСТ 2770.68ЕСКД.

26 Изложите последовательность решения задач на определение опорных реакций балок.
К теме 1.6 Центр тяжести

28. 
    Дайте определение центра параллельных сил и укажите его основное свойство.
    
29. 
    Что называется центром тяжести тела?
    
30. 
    Где находится центр тяжести тела, если тело имеет хотя бы одну ось симметрии?
    
31. 
    Напишите формулы для определения координат центра тяжести плоской фигуры.
    

32. 
    Как определяется положение центра тяжести плоской фигуры сложной формы?
    
33. 
    Как определяется центр тяжести сечений, составленных из стандартных профилей проката.
    

К теме 2.1 Основные положения

1. 
   Какие основные задачи решает сопротивление материалов?
   
2. 
   Что такое деформация? Какие деформации называются упругими и какие пластическими?
   
3. 
   Что называется прочностью, жесткостью и устойчивостью конструкции?
   
4. 
   В чем заключается сущность расчетов на прочность, жесткость и устойчивость?
   
5. 
   В чем сущность метода сечений? Какова его цель?
   
6. 
   Что такое внутренние силовые факторы? Какое количество внутренних силовых факторов возникает в поперечном сечении бруса в общем случае его нагружения?
   
7. 
   В каком деформированном состоянии находится брус, если в его поперечном сечении возникает:
   

а) продольная сила N?

б) крутящий момент Т?

в) изгибающий момент М?

8. 
   Что такое напряжение?
   
9. 
   Какая составляющая полного напряжения возникает при растяжении, а какая при сдвиге?
   

К теме 2.2 Растяжение и сжатие

10 Как называется вид нагружения бруса, при котором в его поперечных сечениях возникает только продольная (нормальная) сила N, а прочие пять силовых факторов обращаются в нуль?

11. Сформулируйте правило знаков при определении продольных сил бруса.

12 Что называется эпюрой продольных сил бруса? В каких случаях строят эпюры продольных сил бруса?

13. 
    Чему равны нормальные напряжения в поперечных сечениях растягиваемого (сжимаемого) бруса?
    
14. 
    Что называется эпюрой нормальных напряжений?
    
15. 
    Какое поперечное сечение бруса называется опасным? Как определяется его положение с помощью эпюры нормальных напряжений?
    
16. 
    Какой формулой можно пользоваться для вычисления абсолютного удлинения участка бруса определенной длины, если сечение бруса в пределах этого участка постоянно, а продольная (нормальная) сила во всех поперечных сечениях одинакова?
    
17. 
    Что называется расчетным (рабочим) напряжением при растяжении и по какой формуле это напряжение определяется?
    
18. 
    Что такое допускаемое напряжение и как оно выбирается для пластичных и хрупких материалов?
    

19 Сформулируйте условие прочности и как оно записывается в математической форме при расчете на прочность по нормальным напряжениям при растяжении (сжатии)?

20 Какие три вида расчетов можно производить из условия прочности?

21 Опасно ли для работы детали незначительное превышение расчетного (рабочего) нормального напряжения по сравнению с допускаемым нормальным напряжением?

22 Стальной болт длиной 160 мм при затяжке получил абсолютное удлинение 0,12 мм. Модуль продольной упругости материала болта Е = 2 • 10⁵ МПа. Определить относительное удлинение и расчетное нормальное напряжение в поперечных сечения болта
К теме 23 Практические расчеты на срез, смятие

23. 
    При каких условиях возникают сдвиг и срез? Приведите примеры сдвига и среза в деталях машин.
    
24. 
    Как определить поперечную силу и касательное напряжение при сдвиге?
    
25. 
    Объясните закон Гука при сдвиге.
    
26. 
    Какая зависимость существует между тремя упругими постоянными материала?
    
27. 
    Какие расчетные уравнения используют при сдвиге, и какие виды расчетов выполняют?
    
28. 
    Как определяют допускаемые напряжения при сдвиге?
    

К теме 2.4 Геометрические характеристики плоских сечений

29. 
    Какие моменты инерции сечения называются главными?
    
30. 
    Что называется полярным моментом инерции площади плоской фигуры, и каковы его размерность и единицы измерения?
    
31. 
    Что называется осевым моментом инерции, моментом площади плоской фигуры, каковы его размерность и единицы измерения?
    

К теме 2.5 Кручение

32. 
    Как записывается закон Гука при сдвиге? Назовите величины, входящие в формулу закона Гука.
    
33. 
    Что называется крутящим моментом? Каким методом определяются крутящие моменты, возникающие в поперечных сечениях бруса?
    
34. 
    По какой формуле определяется касательное напряжение в произвольной точке поперечного сечения круглого бруса, работающего на кручение?
    
35. 
    Что такое полярный момент сопротивления и как он определяется для круга и кольца? Укажите его размерность и единицы измерения.
    
36. 
    Почему выгоднее применять валы кольцевого, а не сплошного поперечного сечения?
    
37. 
    Какой вид имеют формулы для проверочного и проектировочного расчетов круглого бруса на кручение?