Рабочая программа по курсу «Сопротивление материалов» составленная по кредитно-модульно-рейтинговому принципу для направлений (специальностей) «Горное дело» (стр. 2 )

6 семестр

3.1. Содержание модуля 1 (94 часа)

3.1.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах

Тема 1. Введение –1 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Предмет и задачи курса. Фундаментальные основы и интеграционные взаимосвязи со специальными дисциплинами, предусмотренными учебным планом. Цель изучения дисциплины и ее задачи. Основные понятия и определения: виды элементов конструкций, типы расчетов элементов конструкций по главным критериям работоспособности.

Литература – раздел 4 [1], с. 244-251; [4], с. 5-10.

Тема 2. Основы расчетов элементов конструкций на прочность – 2 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Типовые элементы конструкций и их схематизация (брус, стержень, оболочка и пластина). Внешние силы, действующие на элементы конструкции и их классификация (сосредоточенные и распределенные, статические и динамические). Понятие об упругих и пластических деформациях тел. Основные гипотезы о деформируемых телах (гипотеза сплошности, малости деформаций, отсутствии начальных напряжений, независимости действия сил). Внутренние силы. Метод сечений. Напряжения: полное, нормальное, касательное. Основные виды деформаций брусьев: растяжение-сжатие, сдвиг, кручение, изгиб.

Литература – раздел 4 [4], с. 27-35; [2], с. 118-122.

Тема 3. Теория напряжений и деформаций – 1,5 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Напряженное состояние в точке. Плоское напряженное состояние. Главные площадки и главные напряжения, наибольшие касательные напряжения при плоском напряженном состоянии.

Литература – раздел 4 [4], с. 59-67; [2], с. 121-122, 160.

Тема 4. Растяжение и сжатие – 1 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Абсолютные и относительные продольные деформации. Закон Гука. Модуль упругости. Поперечная деформация, коэффициент Пуассона. Нормальные напряжения при растяжении и сжатии. Жесткость при растяжении и сжатии. Местные напряжения. Условия прочности при растяжении (сжатии). Понятие о статически неопределимых системах.

Литература – раздел 4 [1], с. 252-260; [4], с. 35-52.

Тема 5. Механика материалов – 1,5 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Основные механические характеристики материалов. Механические свойства материалов при растяжении. Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали и ее характерные параметры. Основные характеристики материалов (прочность, пластичность и вязкость). Прочность материалов при сжатии. Напряжение предельное и допускаемое. Коэффициент запаса прочности. Потенциальная энергия деформации растяжения и сжатия. Испытание на твердость, сжатие, ударную вязкость, ползучесть. Влияние температуры и фактора времени на механические характеристики материалов. Температурные напряжения. Механика конструкционных материалов.

Литература – раздел 4 [1], с. 255-260; [6], с. 30-47.

Тема 6. Сдвиг – 1 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Напряжения при сдвиге. Закон Гука при сдвиге. Закон парности касательных напряжений. Практические расчеты на сдвиг болтовых, заклепочных и сварных соединений.

Литература – раздел 4 [1], с. 261-262; [4], с. 113-132; [6], с. 30-47.

Тема 7. Кручение круглых стержней – 2,5 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Допущения при кручении. Напряжения в поперечных сечениях. Связь напряжения в поперечном сечении с крутящим моментом. Угол закручивания. Эпюры крутящих моментов. Расчет на прочность прямых брусьев с круглым поперечным сечением. Винтовые цилиндрические пружины, работающие на кручение. Потенциальная энергия деформации при кручении. Теорема Лагранжа.

Литература – раздел 4 [1], с. 270-278; [4], с. 52-58; [6], с. 103-117.

Тема 8. Геометрические характеристики плоских сечений – 1,5 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Роль геометрических характеристик в расчетах на прочность и жесткость плоских фигур. Определение координат центра тяжести составной фигуры. Моменты инерции плоской фигуры: осевые, полярные, центробежные и при повороте осей. Главные оси инерции.

Литература – раздел 4 [1], с. 263-270; [4], с. 75-77; [6], с. 93-99.

Тема 9. Изгиб брусьев – 4 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Расчетные схемы и опорные реакции балок. Принцип Сен-Венана при изгибе. Чистый поперечный изгиб. Внутренние сдвиговые факторы. Изгибающий момент и поперечная сила, теорема Журавского. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Осевые моменты инерции. Связь между силовыми факторами и нормальным напряжением в поперечном сечении бруса. Дифференциальное уравнение упругой линии балки. Указания по определению величины прогиба и углов поворота для основных случаев нагружения балок, работающих на изгиб.

Литература – раздел 4 [1], с. 278-288; [4], с. 67-79; [6], с. 132-152.

3.1.2. Практические занятия, их наименование и объём в часах

№ п/п	Наименование тем занятий	Кол-во часов	Форма контроля	Сроки контроля	Литера-тура
1	Расчет ступенчатого стержня на растяжение-сжатие	4	Решение задач по теме	Февраль	4 [5–9]
2	Расчет статически определимых балок на плоский изгиб	4	Решение задач по теме		4 [5–9]
	Итого по модулю 1	8

3.1.3. Лабораторные занятия, их наименование и объём в часах

№ п/п	Наименование тем занятий	Кол-во часов	Форма контроля	Сроки контроля	Литера-тура
1	Испытание стали на растяжение	2	Опрос	Февраль	4 [10–13]
2	Испытание чугуна на сжатие	2	Опрос	Март	4 [10–13]
3	Испытание древесины на сжатие	2	Опрос	Март	4 [10–13]
4	Определение твердости металлов	2	Опрос	Март	4 [10–13]
	Итого по модулю 1	8

3.1.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата,
домашнего задания, их содержание и характеристика

Учебным планом предусмотрено выполнение 1-й части домашнего задания «Расчет ступенчатого стержня на растяжение-сжатие» – 3 часа.

Цель домашнего задания – углубленное изучение и закрепление материала тем модулей, доведение знаний по этим темам до уровня «Применение», обретение навыков выполнения прочностных расчетов и проектирования.

Содержание 1-й части домашнего задания:

А) Для заданного статически определимого стержня требуется:

1) построить эпюру продольных сил;

2) из условий прочности по нормальным напряжениям и конструктивных требований подобрать поперечные сечения стержня на каждой ступени;

3) для принятого стержня построить эпюру нормальных напряжений;

4) определить общее удлинение (укорочение) стержня и построить эпюру перемещений сечений, приняв Е = 2×105 МПа.

Б) Жестко закрепить свободный конец полученного стержня. Для статически неопределимого стержня:

1) раскрыть статическую неопределимость;

2) построить эпюру продольных сил и нормальных напряжений.

Объем пояснительной записки 1-й части – 6-7 страниц.

а) построение планов положений механизма;

Литература: 4 [5].

3.1.5. Самостоятельная работа студентов

Всего (часов)	Плановая (час)	Индивидуальная (час)	Домашняя (час)
37	3	26	8

1. Плановая самостоятельная работа включает:

– выполнение 1-й части домашнего задания – 3 часа.

2. Домашняя самостоятельная работа включает:

– подготовку к лекциям – 4 часа;

– подготовку к лабораторным занятиям – 2 часа;

– подготовку к практическим занятиям – 2 часа.

3. Индивидуальная самостоятельная работа включает:

– самоконтроль полученных знаний – 2 часа;

– конспектирование разделов, вынесенных на самостоятельную проработку – 12 часов:

Тема 5. Механические свойства конструкционных материалов – полезных ископаемых и т. д. – 12 часов.

3.1.6. Самоконтроль полученных знаний
(график текущего и итогового контроля)

№ модуля	Уро-вень	№ тем	Подведение и проведение рейтинг-контроля, час	Всего на контроль модуля
текущий	промежуточный	итоговый
тестовый контроль по модулю	защита плановых лабораторных работ, экспресс-опрос и т. д.	Допуск к зачёту
1	2	1–9	0,5	0,5	–	1

3.1.7. Учебно-методические материалы по модулю

Литература – раздел 4 [1, 2, 3, 4].

3.2. Содержание модуля 2 (86 часов)

3.2.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах

Тема 10. Устойчивость деформированного состояния конструкции – 4 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Основные понятия. Формула Эйлера. Расчет сжатых стержней с помощью коэффициента снижения допускаемых напряжений.

Литература – раздел 4 [1], с. 314-319; [4], с. 90-92.

Тема 11. Местные и контактные напряжения, прочность при переменных напряжениях – 3 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Местные напряжения. Контактные напряжения. Прочность при переменных напряжениях. Формула Герца. Сжатие цилиндров. Сжатие шаров. Основные понятия об усталостной прочности. Предел выносливости при симметричном цикле. Диаграмма пределов выносливости: факторы, влияющие на величину предела выносливости: концентрация напряжений, размеры деталей, состояние поверхности. Расчеты на прочность при переменных напряжениях. Расчеты на прочность при регулярных и случайных режимах нагружения.

Литература – раздел 4 [4], с. 94-98; [6], с. 306-318.

Тема 12. Надежность машин – 3 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Понятие надежности машин, основные критерии работоспособности. Составляющие надежности, основные параметры надежности, основные уравнения надежности.

Литература – раздел 4 [4], с. 17-20, с. 108-109; [2], с. .

Тема 13. Механические колебания упругих систем – 4 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Основные определения теории колебаний. Собственные и вынужденные колебания систем. Приближенные способы определения частот собственных колебаний упругих систем. Критическое число оборотов вала, резонанс. Ударная нагрузка. Напряжения и деформации в брусе при ударе. Ударное нагружение упругих систем.

Литература – раздел 4 [6], с. 238-302.

Тема 14. Основы механики разрушения – 4 ч., У. З.2, ПК-6, 14, 23

Теории прочности. Модели статического и длительного разрушения. Критерий интенсивности напряжений. Критерий максимальных касательных напряжений. Модель статического разрушения пластичных материалов, модель длительного разрушения при нестационарном нагружении. Принцип линейного суммирования повреждений. Модели усталостного и малоциклового разрушения при одноосном и многоосном напряженном состоянии. Модели усталостного разрушения при нестационарном нагружении.

Литература – раздел 4 [4], с. 195-199; [6], с. 221-231.

3.2.2. Практические занятия, их наименование и объём в часах

№ п/п	Наименование тем занятий	Кол-во часов	Форма контроля	Сроки контроля	Литера-тура
1	Расчет вала на кручение	2	Решение задач по теме	Апрель	4 [5]
2	Расчет сжатой стойки на устойчивость	2	Решение задач по теме	Апрель	4 [5]
3	Сложное сопротивление. Изгиб с кручением	4	Решение задач по теме	Май	4 [5]
	Итого по модулю 2	8

3.2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объём в часах

№ п/п	Наименование тем занятий	Кол-во часов	Форма контроля	Сроки контроля	Литера-тура
1	Испытание древесины на скалывание	2,5	Опрос	Апрель	4 [10–13]
2	Испытание материалов на сжатие	1	Опрос	Апрель	4 [10–13]
3	Испытание материалов на срез и скалывание	1	Опрос	Май	4 [10–13]
	Итого по модулю 2	8

3.2.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата,
домашнего задания, их содержание и характеристика