ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю | |
Руководитель ООП по специальности 130102 декан ГРФ проф. | Зав. кафедрой механики проф. |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«МЕХАНИКА»
Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки»
Специализация: «Технология и техника разведки месторождений
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель: доц.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины
Механика – это инженерно-технический предмет, включающий в себя
основные разделы сопротивления материалов и деталей машин.
Целью изучения дисциплины «МЕХАНИКА» является приобретение студентами знаний и навыков в области способов расчета отдельных элементов конструкций и сооружений на прочность, жесткость и устойчивость, умение составлять и выбирать наиболее экономичные и надежные схемы устройств и узлов механических передач.
Данная дисциплина является общепрофессиональной и должна рассматриваться как теоретическая база, на основе которой производятся расчеты и выполняются эскизные проработки инженерных конструкций и механических узлов горнодобычных машин, оборудования обогатительных фабрик, буровых станков и другого оборудования вспомогательного назначения.
2.Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «МЕХАНИКА» относится к общеобразовательному циклу образовательной программы специалист..
Курс опирается на основы знаний, полученных студентами при изучении дисциплин: высшей математики, физики (раздел механика), начертательной геометрии и инженерной графики.
Изучение дисциплины «МЕХАНИКА» необходимо для успешного освоения последующих дисциплин механики горных пород и целого ряда специальных дисциплин, где используются элементы механики сплошной среды.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины «МЕХАНИКА» студент должен:
знать: основы сопротивления материалов, правила и порядок расчетов элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость, выбор критериев для конструкционных материалов и схем конструкций;
уметь:
самостоятельно выбирать и составлять расчетные схемы, производить расчеты типовых конструкций и отдельных элементов сооружений, сравнивать и отыскивать оптимальные варианты решения, связывать воедино инженерную постановку задачи, расчет и проектирование; использовать универсальные и табличные методы расчета;
владеть:
культурой изложения материала, умением обобщать и анализировать информацию, ставить цели и задачи для решения конкретных вопросов, иметь представление о критериях обеспечения показателей надежности, долговечности и безопасности при
эксплуатации напряженных конструкций и сооружений.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
5 | |||
Аудиторные занятия (всего) | 119 | ||
В том числе: | |||
Лекции | 51 | ||
Практические занятия (ПЗ) | 34 | ||
Семинары (С) | |||
Лабораторные работы (ЛР) | |||
Самостоятельная работа (всего) | 34 | ||
В том числе: | |||
Курсовой проект (работа) | |||
Расчетно-графические работы | 34 | ||
Реферат | |||
Другие виды самостоятельной работы | |||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | Экзамен | ||
Общая трудоемкость (час) | 119 | 119 | |
Зачетные единицы | 4 | 4 |
5. Содержание дисциплины.
5.1. Содержание разделов дисциплины.
Лекции.
Сопротивление материалов.
Раздел 1. Растяжение и сжатие.
Тема 1.1. Основные положения. Напряжения и деформации.
1.1.1. Задачи сопротивления материалов. Понятия о напряжении и деформациях. Типы деформация. Допускаемые напряжения. Подбор сечений. Закон Гука.
Тема 1.2. Экспериментальное изучение растяжения и сжатия материалов.
1.2.1. Диаграммы растяжения материалов (условная и истинная). Характер разрушения пластичных и хрупких материалов.
1.2.2. Диаграммы сжатия пластичных и хрупких материалов. Коэффициент запаса прочности. Допускаемые напряжения при растяжении и сжатии различных материалов.
Раздел 2. Сложные случаи растяжения и сжатия.
Тема 2.1. Расчет статически неопределимых систем по допускаемым напряжениям.
2.1.1. Расчет статически неопределимых конструкций. Влияние неточности изготовления на возникновение усилий в элементах статически неопределимых систем. Учет температурных напряжений.
2.1.2. Расчет на растяжение и сжатие стержней, состоящих из разнородных материалов.
Тема 2.2. Учет собственного веса при растяжении и сжатии.
2.2.1. Подбор сечений с учетом собственного веса. Деформации при действии собственного веса.
Тема 2.3. Сложное напряженное состояние.
2.3.1. напряжение по наклонным сечениям при линейном напряженном состоянии. Понятия о главных напряжениях. Виды напряженного состояния материала.
2.3.2. напряжения на наклонных площадках при плоском напряженном состоянии.
Круг Мора.
2.3.3. Напряжения и деформации при сложном напряженном состоянии. Потенциальная энергия упругой деформации.
Тема 2.4. Прочность материала при сложном напряженном состоянии.
2.4.1. Понятия о теориях прочности. Расчетные напряжения по разным теориям
прочности.
Раздел 3. Сдвиг и кручение.
Тема 3.1. Практические методы расчета на сдвиг.
3.1.1. Расчет заклепочных соединений. Расчет сварных соединений.
Тема 3.2. Кручение.
3.2.1. Крутящий момент. Определение напряжений при кручении вала круглого сечения.
3.2.2. Полярные моменты инерции и моменты сопротивления сечения вала. Условие прочности при кручении вала. Условие жесткости.
Раздел 4. Изгиб прямолинейного стержня.
Тема 4.1. Внутренние силовые факторы при изгибе. Эпюры изгибающих моментов
и поперечных сил.
4.1.1. Деформации изгиба. Опоры балок. Изгибающий момент и поперечная сила.
4.1.2. Дифференциальные зависимости между интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силы и изгибающим моментом. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.
Тема 4.2. Геометрические характеристики плоских фигур.
4.2.1. Вычисление моментов инерции и моментов сопротивления плоских сечений.
4.2.2. Зависимости между моментами инерции относительно параллельных осей и при повороте координатных осей.
Тема 4.3. Нормальные напряжения при изгибе балки.
4.3.1. Чистый изгиб; нормальные напряжения; потенциальная энергия при изгибе балки. Проверка прочности балки.
Тема 4.4. Касательные и главные напряжения в балках.
4.4.1. Касательные напряжения в балках прямоугольного, двутаврового и круглого сечения. Распределение напряжений в сечении балки.
4.4.2. Определение главных напряжений. Проверка прочности балок по главным
напряжениям.
Раздел 5. Сложное сопротивление.
Тема 5.1. Косой изгиб.
6.1.1. Основные понятия. Вычисления напряжений при косом изгибе. Условие прочности.
Тема 5.2. Совместное действие изгиба и растяжения.
5.2.1. Изгиб балки при действии продольных и поперечных сил.
5.2.2. Внецентренное сжатие бруса. Ядро сечения.
Тема 5.3. Совместное действие кручения и изгиба.
5.3.1. Определение изгибающих и крутящих моментов. Вычисление напряжений и проверка прочности при изгибе с кручением.
Тема 5.4. Совместное действие кручения и растяжения.
5.4.1. Определение напряжений в поперечном сечении стержня. Условия прочности при совместном действии кручения и растяжения.
Тема 5.5. Общий случай сложного сопротивления.
5.5.1. Расчет коленчатого стержня.
Тема 5.6. Устойчивость сжатых стержней.
5.6.1. Понятие об устойчивости стержней. Формула Эйлера. Проверка сжатых стержней на устойчивость.
5.6.2. Расчет сжатых стержней по формуле Ясинского и при помощи коэффициентов продольного изгиба.
Детали Машин
Раздел6.Основные положения. Классификация узлов, деталей машин и механизмов
Тема 6.1. Ведущая роль машиностроения среди других отраслей промышленности, основные направления в развитии конструкций узлов машин и механизмов.
Тема 6.2. Классификация деталей машин. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин. Выбор допускаемых напряжений и запасов прочности. Учет фактора времени и режимов нагружения узлов машин и механизмов.
Тема 6.3. Объемная и поверхностная прочность деталей машин. Формы методы расчетов. Элементы теории надежности. Стадии разработки проекта.
Раздел 7. Механические передачи
Тема 7.1. Механические передачи и их классификации. Кинематические и динамические соотношения в передачах. Циклограммы нагружения.
Тема 7.2. Зубчатые передачи – основные определения и классификации зубчатых передач. Стандарты на основные параметры зубчатых передач. Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач. Усилия в зацепления зубчатых передач. Расчет цилиндрических зубчатых передач на контактную выносливость и на прочность по напряжениям изгиба.
Тема 7.3. Особенности геометрии и кинематики конической зубчатой передачи. Методические основы расчета конической передачи на прочность.
Тема 7.4. Принцип действия и основные классификационные типы планетарных передач. Усилия и моменты, действующих планетарных передач. Особенности прочностных расчетов.
Тема 7.5. Краткие сведения о волновых передачах (принцип действия, кинематические возможности, области применения, основы расчета).
Тема 7.6. Классификация, кинематика, геометрия и статика червячной передачи. Критерии работоспособности и способы расчета. Расчет зубьев червячного колеса на прочность по напряжениям изгиба. Оценка контактной выносливости передачи. Материалы червяков и колес. Допускаемые контактные и изгибающие напряжения. Тепловой расчет червячных передач.
Раздел 8. Валы о оси.
Тема 8.1. Назначение, классификация и конструкция осей. Расчетные схемы. Ось равного сопротивления изгибу. Допускаемые напряжения при расчете осей.
Тема 8.2. Классификация валов. Методика составления расчетных схем. Ориентировочный расчет валов на прочность. Последовательность расчета валов на статическую прочность. Концентрация напряжений в валах и принцип расчета валов на усталостную прочность.
Раздел 9. Подшипники.
Тема 9.1. Классификации и конструкции типовых подшипников качения, условные обозначения. Методика выбора подшипников качения по динамической и статической грузоподъемности. Определения расчетной долговечности подшипника. Конструкции подшипниковых узлов.
Тема 9.2. Основные типы и области применения подшипников скольжения. Материалы вкладышей и корпусов. Основы практического расчета подшипников скольжения; оценка несущей способности подшипников скольжения работающих в условиях жидкостного трения. Тепловой расчет подшипников скольжения.
Раздел10. Соединение деталей.
Тема 10.1. Соединение деталей машин их классификация. Критерий работоспособности и коэффициент прочности соединений. Концентрация напряжений и соединение деталей.
Тема 10.2. Резьбовые соединения и их расчет при различных схемах нагружения. Методика расчета напряженных и групповых болтовых соединений.
Тема 10.3. Шпоночные и шлицевые соединения и их расчет на прочность. Способы центрирования шлицевых соединений.
Тема 10.4. Виды сварки и классификация сварных соединений. Методика прочностных расчетов сварных швов; определение допускаемых напряжений сварных соединений.
Раздел 11. Упругие элементы.
Тема 11.1. Типы пружин и рессор, способы расчета.
Раздел 12. Муфты приводов.
Тема 12.1. Назначение и классификация муфт. Основные конструктивные типы. Методы подбора муфт стандартного типа. Основные прочностные и конструктивные требования, при расчете и проектировании муфт.
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с
обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | №№ разделов данной дисциплины для изучения обеспечивающих (последующих) дисциплин | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1 | Физика сплошных сред | + | + | + | + | ||
2 | Прикладная теплофизика | + | + | + | + | ||
3 | Динамическая теория упругости | + | + | + | + | + | + |
4 | Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ | + | + | + | + | ||
5 | Современные технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые | + | + | + | + | ||
6 | Технология проходки горноразведочных выработок | + | + | + | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин. | СРС | Всего |
5-ый семестр | |||||||
1 | Сопротивление материалов | 34 | 17 | 20 | 71 | ||
2 | Детали машин | 17 | 17 | 14 | 48 | ||
ИТОГО: | ∑51 | ∑34 | ∑34 | ∑119 |
6. Лабораторный практикум
Лабораторные работы не предусмотрены.
7. Практические занятия (семинары)
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий (семинаров) | Трудоемкость (час) |
Сопротивление материалов | |||
1 | Растяжение и сжатие | Определение напряжений и деформаций в элементах конструкций. Закон Гука. | 2 |
2 | Сложные случаи растяжения и сжатия | Учет собственного веса. Статически неопределимые стержневые системы. | 2 |
3 | Сдвиг и кручение | Расчет деталей на срез и смятие поверхности. | 2 |
Расчет валов круглого сечения на прочность и жесткость. | 2 | ||
4 | Изгиб прямолинейного стержня | Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил. | 4 |
Нормальные и касательные напряжения при изгибе балки. | 2 | ||
5 | Сложное сопротивление | Расчет балок на прочность при косом изгибе. | 3 |
ИТОГО | ∑17 | ||
Детали машин | |||
6 | Механические передачи | Расчет зубчатых передач | 4 |
Расчет планетарных передач | 2 | ||
8 | Подшипники | Выбор подшипников качения и скольжения | 2 |
9 | Соединение деталей | Расчет резьбовых соединений | 2 |
Расчет шпоночных и шлицевых соединений | 3 | ||
Расчет сварных соединений | 2 | ||
ИТОГО | ∑17 | ||
ВСЕГО | ∑34 |
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовая работа по механике не предусмотрена.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература.
1. Маркова материалов. Изд. КДУ, Москва, 2006.
2. Сиренко материалов. Изд. РИОР, Москва, 2007.
3. , и др., Сборник задач по сопротивлению материалов.
Изд. СПГГИ (ТУ), СПб, 2000.
4. Н, Детали машин Учебник для вузов.- М.: Высшая школа. 2002.
5 Иосилевич машин. Учебник для вузов. М.: Машиностроение. 1988..
б) дополнительная литература.
1. Беляев материалов. Изд. «Наука», Москва, 1976.
2. , Шпиро материалов. Изд. «Высшая школа» , Москва, 1989.
3. , и др. Сборник задач по сопротивлению материалов.
Изд. «Наука», Москва, 1970.
4. Сопротивление материалов. Расчет статически неопределимых стержневых систем. Методические указания к расчетно-графической работе. Сост.: ,
и др., Изд. СПГГИ (ТУ), СПб, 2005.
5. Сопротивление материалов. Построение эпюр перерезывающих сил, изгибающих моментов и выбор сечений балок. Методические указания к расчетно - графической работе. Сост.: , , и др., Изд. СПГГИ (ТУ), СПб, 2004.
6. Детали машин и основы конструирования. Сост.: Прялухин А, Ф. ,. Изд. СПГГИ (ТУ). СПб, 2007.
Не предусмотрено.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы.
Нет.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Набор учебных модулей по разделам и частям дисциплины для работы на занятиях (не менее 30 на класс). Средства ручного представления информации (доски).
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Образовательные технологии.
Лекционные и практические занятия проводятся в аудиториях, которые оснащены демонстрационными плакатами по теоретической механике и сопротивлению материалов. Контрольные работы выполняются на практических занятиях (по усмотрению
преподавателя).
Самостоятельная работа
Проводится по рекомендациям преподавателей из расчета 1час. на 1час. аудиторных занятий. Особо акцентируется внимание на необходимость самостоятельного изучения вопросов, которые не излагаются при проведении аудиторных занятий, но имеющих отношение к дидактическим единицам, знание которых предусмотрено тестами по дисциплине. При этом даются ссылки на материалы, которые могут помочь студенту при самостоятельной работе.
Контроль усвоения дисциплины.
Контрольные работы проводятся на 4, 12 и 28 неделях.
Собеседование при защите расчетно-графических работ.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточная аттестация по итогам освоения дисциплины.
Для оценки уровня усвоения дисциплины должны использоваться контрольные работы и расчетно-графические задания по разным темам изучаемой дисциплины. Уровень достижения целей обучения оценивается в рамках рейтинговой системы. Правила оценки следующие:
Достижения учащегося по самостоятельной работе или другим заданиям указывается относительным рейтингом. Относительный рейтинг по конкретной работе - это отношение числа заработанных баллов к числу баллов, которые указывает преподаватель. Относительный рейтинг по разделу или дисциплине – это среднее арифметическое рейтингов по всем темам раздела или по всем разделам дисциплины, соответственно. Каждый вопрос предварительного или итогового теста может иметь оценку от 0 до 1.
Максимальный относительный рейтинг по учебному элементу или для
всего модуля равен 1.
Итоговые результаты по модулю указываются оценками трех уровней: отлично, хорошо, удовлетворительно.
Соотношение уровней оценки и рейтинга следующие:
Диапазон относительного рейтинга | Оценка |
До 0,519 | Раздел, тема или вся дисциплина должны изучаться повторно. |
От 0,520 до 0,749 | Удовлетворительно |
От 0,750 до 0,899 | Хорошо |
От 0,900 до 1,000 | Отлично |
Разработчик(и):
Санкт-Петербургский государственный | Доцент кафедры |
Эксперт(ы):
Санкт-Петербургский государственный | И. О. зав. кафедрой |
