Программа обучения по дисциплине (Syllabus) (стр. 2 )

9 Краткое описание дисциплины

«Прикладная механика» является базовой инженерной дисциплиной для студентов транспортных специальностей, включающей в себя основные положения сопротивления материалов, теории механизмов и машин, и основы расчета и конструирования деталей машин.

Предмет курса – комплекс базовых общетехнических дисциплин, составляющих основу расчета, проектирования и эксплуатации технических средств производственных процессов в народном хозяйстве в применении к свой специальности.

10 Компоненты курса

10.1Содержание тем дисциплин

1. Введение: Определение и основные задачи курса. Краткие исторические сведения развития прикладной механики.

Сопротивление материалов

2. Растяжение – сжатие

Понятие прочности, жесткости, устойчивости, долговечности. Реальный объект и расчетная модель. Внутренние силовые факторы (усилия) в брусе. Напряжения. Классификация напряженных состояний бруса. Основные принципы сопротивления материалов.

Напряженно-деформированное состояние бруса при растяжении (сжатии). Диаграммы растяжения и сжатия. Допускаемые напряжения, коэффициент запаса, условие прочности. Проектный и проверочный расчеты на прочность. Расчет на жесткость. (Статически неопределимые задачи)

3. Сдвиг и кручение элементов конструкций

Закон парности касательных напряжений. Максимальные касательные напряжения. Чистый сдвиг. Кручение круглого прямого бруса. Полярный момент инерции. Расчет валов на прочность и жесткость.

4. Изгиб

Изгибающий момент и поперечная сила в сечении бруса, дифференциальные зависимости между ними. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. (Главные оси и главные моменты инерции). Расчет брусьев на прочность и жесткость. Перемещения при изгибе.

5. Сложное напряженное состояние и теории прочности.

Сложное сопротивление. Критерии прочности и пластичности. Теории прочности.

6. Устойчивость сжатых элементов конструкций.

Устойчивая и неустойчивая формы равновесия. Понятие о критической силе для сжатого стержня. Формула Эйлера. Практические формы расчеты сжатых стержней.

8. Понятие об усталости материала.

Характеристика циклов нагружения и кривая усталости. Предел выносливости и диаграмма предельных напряжений при ассиметричных циклах. Влияние концентрации напряжений на прочность хрупких и пластичных материалов при статическом и циклическом нагружении. Запас прочности при циклическом нагружении элементов конструкций.

Теория механизмов и машин

9. Основы структурного анализа механизмов

Звенья. Кинематические пары. Кинематические цепи и их классификация. Определение подвижности механизмов с учетом действующих сил.

10. Кинематический анализ механизмов

Задачи и методы исследования движения звеньев механизмов. Графо-аналитический метод определения функций положений стержневых передаточных механизмов: плоский кривошипно-коромысловый механизм.

11. Синтез стержневых механизмов.

Методы синтеза. Входные и выходные параметры синтеза механизмов. Основные и дополнительные условия синтеза.

12. Введение в динамику машин.

Основные понятия. Кинетическая энергия механизма. Силы, действующие в машинах. Приведенная и уравновешивающая силы. Теорема Жуковского.

Основы расчета и конструирования деталей машин.

13. Механизмы (передачи) вращательного движения.

Назначение и роль передач в машинах. Принципы работы и классификация. Кинематика передач вращательного движения. Динамика разгона и торможения.

14. Соединения

Образование звеньев механизмов соединением деталей. Основные типы соединений.

15. Соединения сварные

Стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые. Расчеты. Конструкции.

16. Соединения резьбовые

Основные резьбы. Крепежные детали. Способы стопорения. Силы и моменты в винтовой паре. КПД. Самоторможение.

17. Зубчатые передачи.

Области применения. Типы зубчатых механизмов. Основные понятия и определения. Закон зацепления, скорость скольжения зубьев. Эвольвентное зацепление. Геометрия прямозубых и косозубых передач. Стандартные параметры зубчатых передач. Материалы и термообработка. Критерии работоспособности. Точность изготовления. Расчеты зубьев на изгиб и контактную прочность. Понятие о редукторах и коробках передач.

18. Червячные передачи.

Основные понятия. Типы передач. Общие характеристики. Области применения. Кинематика и геометрия. Основные параметры и их выбор. Критерии работоспособности и расчета. Материалы. Силы в зацеплении. Расчеты на контактную прочность и на изгиб. Коэффициент полезного действия.

19. Ременные передачи.

Основные характеристики и область применения. Плоские, клиновые, поликлиновые, зубчатые ремни. Конструкции и материалы. Кинематика. (Теорема Эйлера). Усилия в ремнях. Кривые скольжения.

20. Валы и их опоры

Конструкция валов. Подшипники качения. Основные типы. Условные обозначения. Конструкции. Материалы. Расчет на долговечность.

21. Подшипники скольжения.

Общие сведения. Материалы. Конструкции. Смазка. Условные расчеты.

10.2 Перечень практических занятий

Номер темы	Наименование темы
Тема 3	Растяжение - сжатие
Тема 4	Сдвиг и кручение элементов конструкций
Тема 6	Изгиб
Тема 9	Основы структурного анализа механизмов
Тема 10	Кинематический анализ механизмов
Тема 17	Соединения сварные
Тема 18	Соединения резьбовые
Тема 19	Зубчатые передачи
Тема 22	Валы и их опоры. Подшипники качения

10.3 Перечень видов самостоятельной работы студентов

№	Вид СРС	Форма отчетности	Вид контроля	Объем в часах
1	Подготовка к лекционным занятиям		Участие на занятиях	13
2	Подготовка к практическим занятиям, выполнение домашних заданий	Расчеты	Участие на занятиях	21
3	Изучение материала, не вошедшего в содержание аудиторных занятий	Конспект, реферат и др.	Устный опрос	26
4	Выполнение домашних самостоятельных работ	Расчеты	Защита домашнего задания	20
5	Подготовка к контрольным мероприятиям		РК 1, РК 2	10
	Всего	90

Распределение весовых долей по видам контроля

№ п/п	Вид итогового контроля	Виды контроля	Весовые доли
1	Экзамен	Экзамен	0,4
Контроль текущей успеваемости	0,6

Содержание домашней работы

№ п/п	Наименование тем	Содержание	Сроки выполнения (по неделям)	Аббревиатура
1	Плоская система произвольно расположенных сил	Для заданных случаев закрепления бруса, ось которого ломанная линия, определить реакции опор.	5	ДЗ 1
2	Растяжение и сжатие	Расчет статически определимого, ступенчатого стержня на растяжение и сжатие: определение внутренних усилий и напряжений; построение эпюр продольных сил, нормальных напряжений.	7	ДЗ 2
3	Кручение	Расчет круглого стержня на кручение	9	ДЗ 3
4	Изгиб	Расчет статически определимой балки на изгиб: построение эпюр внутренних усилий; подбор сечения.	13	ДЗ 4

Темы, предлагаемые студентам для самостоятельного изучения

1. Трение: трение во вращательной паре на наклонной плоскости и в винтовой паре. Роль трения в технике.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 51-54.

2. Кинематика точки: Скорость и ускорение точки. Определение модулей и направлений скорости и ускорения точки по их проекциям на оси декартовых координат и на естественные оси. Касательное и нормальное ускорение точки.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 83-85, стр. 95.

3. Кинематика твердого тела: Скорости точек плоской фигуры. Мгновенный центр скоростей. Мгновенный центр ускорений и способы его определения.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 98-104, стр. 115-117.

4. Сложное движение материальной точки: Скорость и ускорение точки в сложном движении.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 111-113.

5. Динамика точки и твердого тела: Основы динамики системы материальных точек. Поступательное движение твердого тела. Вращательное движение твердого тела. Вокруг постоянной оси. Момент инерции.

Работа и мощность. Работа постоянной силы, силы тяжести. Работа постоянной силы во вращательном движении. Зависимость между вращающим моментом и числом оборотов.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 123-126, стр. 140-142, стр. 144-145.

6. Растяжение и сжатие: Упругость. Пластичность. Прочность. Расчёты прочностной надёжности элементов конструкций. Понятие о статической неопределимости систем.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 198-200, стр. 202-204.

7. Сдвиг и кручение: Расчеты на прочность. Расчет на прочность заклепочных, сварных и резьбовых соединений при сдвиге; деформации при кручении, расчет на прочность при кручении.

Рекомендуемая литература: 207-209, стр. 225-228, [10] стр. 86-90.

8. Геометрические характеристики плоских сечений.

Статические моменты плоских сечений. Центр тяжести сечения. Осевые, полярные, центробежные момент инерции сечений. Зависимость между моментами инерции сечения относительно параллельных осей. Главные оси, главные плоскости и главные моменты инерции сечений.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 219-221.

9. Изгиб: Характер распределения нормальных и касательных напряжений по поперечному сечению балки.

Осевой момент инерции и осевой момент сопротивления прямоугольного, треугольного, круглого и кольцевого поперечного сечения балки. Стандартные профили.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 245-252, [10] стр. 259-263.

10. Понятие о напряженном и деформированном состоянии точки и критерии прочности: Теория напряженного и деформированного состояния: плоское и объемное напряженное состояние; критерии прочности; гипотезы прочности.

Рекомендуемая литература: [9] стр. 76-79; стр. 87-93.

11. Сложное сопротивление: Косой изгиб Определение напряжений. Условие прочности. Определение прогибов при косом изгибе. Внецентренное растяжение или сжатие брусьев большой жесткости. Определение напряжений. Условие прочности.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 264-266, 267-269.

12. Устойчивость сжатых элементов конструкций: понятие об устойчивости и критической силе для центрального сжатого стержня. Формула Эйлера для определения критической силы. Влияние способа закрепления концов стержня на величину критической силы. Критические напряжения. Пределы применимости формулы Эйлера. Формула Ясинского. Порядок расчета сжатого стержня на устойчивость. Расчеты на устойчивость труб и оболочек при наружном давлении.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 288-292.

13. Прочность при переменных нагрузках: переменные напряжения и виды циклов напряжений. Влияние переменных напряжений на прочность детали машин. Определение предела выносливости. Кривая усталости. Факторы, влияющие на усталостную прочность. Местные напряжения. Коэффициент концентрации напряжений.

Рекомендуемая литература: [4] стр. 277-283.

14. Зубчатые передачи. Редукторы: Причины разрушения зубчатых передач. Геометрические размеры косозубого и конического зубчатых колес. Расчеты на прочность зубчатых передач. Редукторы: назначение, классификация. Основные схемы редукторов и их особенности. Коробки передач.

Рекомендуемая литература: [8] стр. 9-21; [7] стр.98-99, стр. 104-105

15. Червячные передачи: передаточное число. КПД червячной передачи. Материал червяков и червячных колес. Геометрический расчет червячной передачи.

Рекомендуемая литература: [2] стр. 321-323.

16. Передачи с гибкими звеньями: конструкция и область применения. Цепные передачи. Общие сведения, принцип работы.

Рекомендуемая литература: [1] стр. 391-397.

17 Валы и оси. Подшипники: расчёты валов на прочность и жёсткость. Классификация подшипников. Подшипники качения: общая характеристика, основные конструкции, виды повреждения. Выбор подшипников качения, и определение их ресурса. Подшипники скольжения.

Рекомендуемая литература: [1] стр. 409-415; [7] стр. 285-287, стр. 272-273

18. Муфты и упругие элементы

Муфты, общие сведения, назначение, классификация и выбор. Упругие элементы, назначение, конструкция, материалы.

Рекомендуемая литература: [7] стр. 299-301.

19. Соединения разъемные: виды и назначения резьбы. Конструктивные виды резьбовых и крепежных деталей. Практические примеры расчета резьбовых деталей на прочность.

Рекомендуемая литература: [7] стр. 16-20, стр. 27-30.

20. Соединения неразъемные: Расчет нахлесточных сварных соединений.

Рекомендуемая литература: [7] стр. 58-61.

11 Политика курса

В обязанности студентов входит регулярное посещение занятий, выполнений требований графикасдачи заданий по дисциплине, самостоятельная работа с литературой в библиотеке и интернет зале.

В процессе совместной работы преподавателей со студентами необходимо придерживаться следующих правил:

Преподаватель и студент должны относиться друг к другу с уважением, быть тактичным и вежливым.

Будьте активны на занятиях. Задавайте преподавателю вопросы. Присутствие на занятиях не является достаточным. Нужно активное овладение материалом, анализ предлагаемых технологий и установок, выяснение мельчайших подробностей схем, принципов действия и т. п.

Не стесняйтесь ошибаться. Не ошибается тот, кто ничего не делает.

Не делайте вид, что вы во всём разобрались. Проявляйте пытливость, наблюдательность.

Посещение занятий является обязательным. Если вы пропустили три и более занятия без уважительных причин (причина должна быть подтверждена документально), то преподаватель вправе потребовать от вас получения допуска деканата. Помните: посещаемость входит в итоговую оценку.

Необходимо своевременно сдавать отчёты по практическим, самостоятельным работам в соответствии с графиком. Это влияет на итоговую оценку. Незавершенные отчеты и самостоятельные работы не засчитываются. Свовременное и в полной мере выполненное задание предпологает максимальный балл за каждую работу.