Сопротивление материалов (стр. 1 )

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет»

УТВЕРЖДАЮ

Председатель НМС

по направлению

Рабочая ПРОГРАММА

(БАЗОВАЯ ПРОГРАММА ОБЩЕУНИВЕРСИТЕТСКОЙ ДИСЦИПЛИНЫ)

Наименование дисциплины _____________________________________________

________________________Сопротивление материалов________________________

___________________________________________________________________________

Основная образовательная программа

151900 Конструкторско-технологическое обеспечение

машиностроительных производств

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

СОГЛАСОВАНО	СОГЛАСОВАНО
Заведующий выпускающей кафедрой «Технология машиностроения, станки и инструменты»	Заведующий кафедрой–разработчик «Техническая механика»

Златоуст, 2012

1. Цели и задачи дисциплины:

Сопротивление материалов является одной из основополагающих общетехнических дисциплин, изучаемых в ВУЗах на технических специальностях. Сопротивление материалов изучает основы ведения расчетов на прочность, жесткость, устойчивость деталей и элементов конструкций. Не владея навыками сопротивления материалов невозможно стать технически грамотным специалистом, поскольку практически все специальные дисциплины базируются на знаниях, полученных при изучении курса сопротивления материалов.

Цель – дать представление о роли и месте науки о сопротивлении материалов в развитии современной техники и технологии.

Задачи:

-  научить студента выполнять расчеты типовых элементов на прочность, жесткость и устойчивость с применением современных методов и средств инженерных расчетов;

-  изучить средства экспериментальной оценки прочности элементов машиностроительных конструкций, механизмов и машин;

-  дать представление о современных достижениях этой науки по совершенствованию методов и качества выполняемых расчетов

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Сопротивление материалов» относится к профессиональному циклу базовой части и базируется на дисциплинах: высшая математика, физика, теоретическая механика.

Требования к входным знаниям, умениям студентов.

Студент должен:

Знать: фундаментальные основы высшей математики, современные средства вычислительной техники, основные физические явления, фундаментальные понятия, законы и теории классической физики.

Уметь: самостоятельно использовать математический аппарат, содержащийся в литературе по строительным наукам; работать на персональном компьютере, пользоваться основными офисными приложениями, применять полученные знания по физике и теоретической механике при изучении курса «Сопротивление материалов ».

Владеть: первичными навыками и основными методами практического использования современных компьютеров для выполнения математических расчетов, оформления результатов расчета, современной научной литературой, навыками ведения физического эксперимента.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на развитие и формирование общекультурных и профессиональных компетенций:

−  владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

−  умению логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

−  умение использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5);

−  способность выбирать основные и вспомогательные материалы для изготовления изделий машиностроения, способы реализации основных технологических процессов, аналитические и численные методы при разработке их математических моделей (ПК-2);

−  способность использовать прикладные программы средства при решении практических задач профессиональной деятельности, методы стандартных испытаний по определению физико-механических свойств и технологических показателей материалов и готовых машиностроительных изделий, стандартные методы их проектирования, прогрессивные методы эксплуатаций изделий (ПК-3).

−  способность принимать решения в разработке проектов с учётом конструкторских и экономических параметров (ПК-8 );

−  способность использовать современные информационные технологии при расчёте и проектировании машиностроительных изделий (ПК -11);

−  способность принимать решения по эффективному использованию материалов при изготовлении машиностроительных изделий (ПК – 22);

−  владение методами определения механических и прочностных характеристик конструкционных материалов и изделий (ПК -23).

В результате освоения дисциплины «Сопротивление материалов» студент должен:

знать:

−  основные модели механики и границы их применения (модели материалов, формы, силы, отказов)

−  основные методы исследования нагрузок, перемещение и напряженно-деформированного состояния в элементах конструкции, методы проектных и проверочных расчетов изделий.

уметь:

−  проектировать и конструировать типовые элементы машин, выполнять их оценку по прочности и жесткости и другим критерием работоспособности.

владеть:

−  навыками выбора аналогов прототипа конструкций при их проектировании

−  навыками проведения расчетов по теории механизмов и механики деформируемого тела.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.

Вид учебной работы	Всего часов	Распределение по семестрам в часах
семестр
III	IV
Общая трудоемкость дисциплины	216	86	130
Аудиторные занятия:	108	44	64
Лекции (Л)	54	26	28
Практические занятия (ПЗ)	36	18	18
Семинары (С)		–	–
Лабораторные работы (ЛР) и (или) другие виды аудиторных занятий	18	–	18
Контрольная самостоятельная работа (КСР)	11	5	6
Самостоятельная работа (СРС):	97	37	60
Курсовой проект (работа)		–	–
Расчетно-графические работы	50	24	26
Реферат		–	–
и (или) другие виды самостоятельной работы	47	21	26
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)		зачет	экзамен
Объем работы в соответствии с ГОС/ с учебным планом		86	130

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

1.  Основные понятия

1.1.  Задачи курса «Сопротивление материалов»

1.2.  Реальная конструкция и расчетная схема

1.3.  Классификация внешних сил и элементов конструкций

1.4.  Внутренние силы, напряжения и деформации

1.5.  Допущения о свойствах материалов и характере деформаций

2.  Метод сечений

2.1.  Внутренние силовые факторы

2.2.  Интегральные зависимости для определения напряжений

2.3.  Постановка задачи расчета на прочность элементов конструкций

3.  Центральное растяжение - сжатие. Механические характеристики материалов.

3.1.  Внутренние силовые факторы

3.2.  Напряжения и перемещения. Закон Гука

3.3.  Потенциальная энергия деформации

3.4.  Расчет на прочность статически определимых стержневых систем

3.5.  Расчет на жесткость

3.6.  Статические испытания материалов

3.7.  Механические характеристики материалов

4.  Сдвиг

4.1.  Внутренние силовые факторы

4.2.  Напряжения и деформации. Закон Гука для сдвига

5.  Геометрические характеристики плоских сечений

5.1.  Статические моменты сечений. Определение положения центра тяжести

5.2.  Осевые и центробежные моменты инерции

5.3.  Главные оси и главные моменты инерции

5.4.  Определение положения главных осей и главных моментов инерции сложных сечений

6.  Кручение

6.1.  Внутренние силовые факторы

6.2.  Напряжения в поперечных и продольных сечениях бруса

6.3.  Расчеты на прочность и жесткость при кручении

7.  Прямой поперечный изгиб

7.1.  Внутренние силовые факторы

7.2.  Дифференциальные зависимости между интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силой и изгибающим моментом

7.3.  Правила построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов

7.4.  Нормальные напряжения

7.5.  Касательные напряжения

7.6.  Расчеты на прочность

7.7.  Перемещения в балках. Методы определения

7.8.  Расчеты на жесткость

7.9.  Потенциальная энергия деформации

8.  Построение эпюр ВСФ для плоских и пространственных конструкций.

8.1. Построение эпюр ВСФ для плоских рам

8.2. Построение эпюр ВСФ для пространственных рам

9.  Энергетический метод определения перемещений

9.1. Потенциальная энергия деформации в общем виде нагружения

9.2. Теорема Кастилиано

9.3. Интегралы перемещений (Мора)

9.4. Метод вычисления перемещений с помощью интегралов Мора.

10.  Косой изгиб

10.1.  Внутренние силовые факторы

10.2.  Нормальные напряжения

10.3.  Расчеты на прочность

11.  Внецентренное растяжение - сжатие

11.1.  Внутренние силовые факторы

11.2.  Нормальные напряжения

11.3.  Расчеты на прочность

12.  Элементы рационального проектирования простейших систем

13.  Метод сил. Расчет статически неопределимых стержневых систем.

14.  Анализ напряженного и деформированного состояния в точке тела.

14.1.  Основные понятия

14.2.  Виды напряженного состояния.

14.3.  Главные площадки и главные напряжения.

14.4.  Обобщенный закон Гука.

14.5.  Прямая и обратная задачи анализа напряженного состояния.

15.  Сложное сопротивление, расчет по теориям прочности

15.1.  Основные теории прочности и области их применения.

15.2.  Расчет на прочность при одновременном действии изгиба и кручения.

15.3.  Расчет на прочность при одновременном действии изгиба, растяжения (сжатия) и кручения.

15.4.  Другие виды сложного напряженного состояния.

16.  Расчет безмоментых оболочек вращения.

17.  Устойчивость стержней.

17.1.  Основные понятия.

17.2.  Критическая сила. Формула Эйлера.

17.3.  Критическое напряжение. Ясинского.

17.4.  Расчеты на устойчивость.

18.  Продольно-поперечный изгиб.

19.  Расчет движущихся с ускорением элементов конструкций.

20.  Удар. Напряжения и перемещения при ударной нагрузке.

21.  Усталость материалов.

21.1.  Основные понятия. Циклы напряжений.

21.2.  Кривые усталости и предел выносливости материалов.

21.3.  Влияние на усталость материалов различных факторов.

21.4.  Расчеты на усталостную прочность.

21.5.  Способы повышения усталостной прочности материалов.

22. Расчет по несущей способности.

5.2. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины/модуля и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций.

Разделы дисциплины	Количество часов	Компетенции
ОК-1	ОК-2	ОК-5	ПК-2	ПК-3	ПК-8	ПК-11	ПК-22	ПК-23
1	4	+	+
2	6	+	+
3	16	+	+	+	+	+	+	+	+	+
4	10	+	+	+	+	+	+	+	+	+
5	12	+	+	+		+	+
6	14	+	+	+	+	+	+	+	+	+
7	14	+	+	+	+	+	+	+	+	+
8	14	+	+
9	9	+	+			+		+
10	8	+	+		+		+		+
11	10	+	+		+		+		+
12	8	+	+	+
13	16	+	+			+		+
14	6	+	+
15	12	+	+	+	+		+	+	+
16	6	+	+	+
17	12	+	+		+	+	+	+	+	+
18	4	+	+
19	6	+	+
20	4	+	+						+
21	6	+	+	+	+	+	+	+	+
22	4	+	+		+
Итого	205	20	20	16	26	26	26	26	26	19

5.3 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами