Программа курса (syllabus)

образования и науки Республики Казахстан

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ К. И.САТПАЕВА

Институт промышленной инженерии им. А. Буркитбаева

Кафедра «Прикладная механика и основы конструирования машин»

«УТВЕРЖДАЮ»

директор института промышленной инженерии

_____________________

«________»_________________2013 г.

программа курса (syllabus)

Специальностей:

5В070200 – «Автоматизация и управление»

5В075200 – «Инженерные системы и сети»

Форма обучения – ускоренное

Всего 1 кредит

Курс 1

Семестр 1

Лекций 15 часов

Практических занятий 0 часов

Рубежный контроль (количество) 1

СРС 15 часов,

СРСП 30 часов

Всего аудиторных часов 3

Всего внеаудиторных часов 57

Трудоемкость 60 часов

Экзамен – 1 семестр

Алматы – 2013

Программа курса составлена

Тулегеновой Куралай Бахитовной, канд. физ.-матем. наук, доцентом

Рассмотрена на заседании кафедры прикладной механики и основ конструирования машин

«06» июня 2013 г. Протокол № 12

Зав. кафедрой____________________________

Одобрена методическим Советом института промышленной инженерии

«18» июня 2013 г. Протокол № 10

Председатель _____________________________

Сведения о преподавателе (преподавателях):

Тулегенова Куралай Бахитовна, кандидат физико-математических наук, доцент, окончила КазНУ, физик-теоретик, педагогический стаж 35 лет, из них в КазНТУ – 33 года, дисциплину «Теоретическая механика» преподает 35 лет, выпущено более 25 методических работ по механике.

Офис: кафедра прикладной механики и основ конструирования машин

Адрес: 2. Главный учебный корпус, каб. 1017

Тел.: 8 (7

Факс:___________

Е-mail: kuralay. t @ *****

Цели и задачи дисциплины

Цель преподавания дисциплины

Формирование у студентов научных основ общетехнической подготовки необходимой для последующего изучения специальных дисциплин и основ современной техники.

Цель курса состоит:

· в общеобразовательном значении, т. е. в изучении основ теоретической механики (определений, теорем, законов), в изучении практических методов их применения;

· в получении знаний и навыков в области механики, необходимых при разработке и эксплуатации машин, приборов и аппаратов;

· овладение методиками решения технических задач механики;

· в подготовке к изучению других общеинженерных и специальных дисциплин;

· в освещении общей связи и мотивов отдельных понятий, в замене частных исследований более общими систематическими методами, в способности видеть в последних решение конкретных задач;

· в развитии у студентов логического мышления, навыков самостоятельного продумывания, необходимых в дальнейшей работе при решении тех или иных задач естествознания и техники.

Задачи изучения дисциплины.

В соответствии с целями преподавания теоретической механики студенты должны:

иметь представление:

· о теоретической механике как единой науке и ее месте среди других естественных и технических наук;

· о силе, общности и правильности методов механики, как опирающихся на строгие логичные рассуждения и законы с одной стороны и находящие свое подтверждение в практике, с другой;

знать:

· основные понятия и законы, входящие в данную программу;

· взаимосвязь, взаимозависимость и взаимовлияние этих понятий не только между собой, но и с другими дисциплинами;

· основные модели механики и границы их применения;

уметь:

· пользоваться терминологией, характерной для различных разделов теоретической механики;

· точно и обстоятельно аргументировать ход рассуждений, не загромождая его ненужными подробностями;

· применять изученный материал в разносторонних областях;

приобрести практические навыки:

· по решению задач, связанных с равновесием и движением материальных тел;

· в чтении литературы по некоторым вопросам механики.

Пререквизиты: Математика. Физика.

Постреквизиты: 5В070200 – Технические средства автоматизации.

5В075200 – Гидрогазодинамика.

2. Система оценки знаний

Таблица 1

Распределение рейтинговых процентов по видам контроля

№ вариантов	Вид итогового контроля	Виды контроля	%
1.	Экзамен	Итоговый контроль	100
Рубежный контроль	100
Текущий контроль	100

Таблица 2

по дисциплине «Теоретическая механика»

Недели	14	15	16
Виды контроля	К1, К2	К3	РК
Количество	2	1	1
Виды контроля: К - контрольная работа, РК - рубежный контроль

Таблица 3

Оценка знаний студентов

Оценка	Буквенный эквивалент	Рейтинговый балл (в процентах %)	В баллах
Отлично	А	95-100	4
А-	90-94	3,67
Хорошо	В+	85-89	3,33
В	80-84	3,0
В-	75-79	2,67
Удовлетворительно	С+	70-74	2,33
С	65-69	2,0
С-	60-64	1,67
D+	55-59	1,33
D	50-54	1,0
Неудовлетворительно	F	0-49	0

3. Содержание дисциплины

Таблица 4

Тематический план курса

Номер	Наименование темы	Количество академических часов
Лекции	Практ. занятия	СРСП	СРС
1	Теоретическая механика. Статика. Введение в статику. Теория моментов. Произвольная плоская система сил.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
2	Центр тяжести тела. Введение в кинематику. Простейшие движения твердого тела.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
3	Плоскопараллельное движение твердого тела. Сложное движение точки.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
4	Введение в динамику. Динамика материальной точки. Общие теоремы динамики точки.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
5	Введение в динамику системы. Моменты инерции. Общие теоремы динамики системы.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
6	Сопротивление материалов. Введение.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
7	Растяжение и сжатие.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
8	Геометрические характеристики поперечных сечений.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
9	Сдвиг и кручение.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
10	Изгиб.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
11	Теория механизмов и машин. Общие сведения о машинах и механизмах. Структура механизма.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
12	Кинематика рычажных механизмов. Кинематический анализ рычажных механизмов.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
13	Передаточные механизмы.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
14	Силовой анализ рычажных механизмов.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
15	Динамика механизмов.	1 ч.		1 ч.	2 ч.
	Всего (часов)	15 ч.		15 ч.	30 ч.

3.2 Наименование тем лекционных занятий и их содержание

1. Статика. Введение в статику. Теория моментов. Произвольная плоская система сил. Основные понятия и положения статики. Аксиомы статики. Связи и их реакции. Момент силы относительно точки. Пара сил и ее момент. Теоремы о парах. Условия равновесия системы пар. Алгебраические величины момента силы относительно точки и момента пары сил. Главный вектор и главный момент произвольной плоской системы сил. Условия равновесия произвольной плоской системы сил

2. Центр тяжести. Введение в кинематику. Простейшие движения твердого тела. Центр параллельных сил. Центр тяжести твердого тела. Способы определения центров тяжести. Центры тяжести площади треугольника, кругового сектора, объема конуса и пирамиды. Способы задания движения точки. Скорость и ускорение точки. Частные случаи движения точки. Поступательное движение твердого тела. Вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси. Частные случаи вращения твердого тела. Скорости и ускорения точек вращающегося твердого тела.

3. Плоскопараллельное движение твердого тела. Сложное движение точки. Уравнения плоскопараллельного движения твердого тела. Скорости точек при плоском движении. Теорема о проекциях скоростей двух точек. Теорема о сложении скоростей при плоском движении. Мгновенный центр скоростей (МЦС). Определение скоростей точек плоской фигуры с помощью МЦС. Частные случаи определения мгновенного центра скоростей. Ускорения точек при плоском движении. Теорема о сложении ускорений при плоском движении. Основные определения сложного движения точки (абсолютное, относительное, переносное). Теорема о сложении скоростей. Теорема Кориолиса (теорема о сложении ускорений).

4. Введение в динамику. Динамика материальной точки. Общие теоремы динамики точки. Основные законы динамики точки (законы Ньютона). Основные задачи динамики точки. Интегрирование дифференциальных уравнений движения материальной точки. Импульс силы. Количество движения точки. Теорема об изменении количества движения точки. Момент количества движения точки и теорема о его изменении. Работа силы. Мощность. Примеры вычисления работ сил (тяжести, упругости, трения, тяготения). Кинетическая энергия точки и теорема об ее изменении.

5. Введение в динамику системы. Моменты инерции. Общие теоремы динамики системы. Механическая система, ее масса, центр масс. Классификация сил. Момент инерции относительно оси (осевой момент инерции). Осевые моменты инерции некоторых тел (однородного тонкого стержня, тонкого круглого однородного кольца, круглого однородного диска). Теорема о движении центра масс системы. Количество движения механической системы. Теорема об изменении количества движения системы. Кинетическая энергия системы и твердого тела. Вычисление кинетической энергии твердого тела при различных видах его движения. Работа и мощность сил, действующих на систему. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы.

6. Введение в механику деформируемого твердого тела. Реальный объект и расчетная схема. Внешние и внутренние силы. Метод сечений. Напряжения. Перемещения и деформации.

7. Растяжение и сжатие. Определения продольных сил. Определение деформаций и перемещений. Диаграммы растяжения и сжатия. Понятие о напряжениях. Нормальные силы и напряжения в поперечном сечении стержней. Допустимые напряжения. Условия прочности. Деформация при растяжении. Закон Гука. Потенциальная энергия деформации.

8. Геометрические характеристики сечений. Статические моменты инерции. Осевые и центробежные моменты инерции. Главные оси и главные моменты инерции. Характеристики простых сечений.

9. Сдвиг и кручение. Основные понятия сдвига. Деформация при чистом сдвиге. Определение крутящего момента. Построение эпюр крутящих моментов. Касательные напряжения. Деформация и перемещение при кручении валов. Угол закручивания вала. Условия жесткости. Потенциальная энергия при кручении. Условия прочности при кручении.

10. Изгиб. Общие понятия о деформации изгиба. Определение внутренних усилий при изгибе. Эпюры изгибающих моментов. Определение нормальных напряжений. Определение касательных напряжений. Условия прочности.

11. Общие сведения о машинах и механизмах. Структура механизма. Основные понятия и определения теории машин и механизмов. Структурные элементы механизмов и задачи анализа. Основные виды механизмов. Структурный анализ механизмов.

12. Кинематика рычажных механизмов. Кинематический анализ рычажных механизмов. Определение положений звеньев плоского механизма. Определение траекторий точек механизма. Построение планов скоростей механизмов. Построение планов ускорений механизмов.

13. Передаточные механизмы. Виды передач. Понятие о передаточном отношении. Кинематический анализ зубчатых передач.

14. Силовой анализ рычажных механизмов. Задачи силового анализа механизмов. Кинетостатический анализ механизмов. Силы, действующие в механизмах. Определение реакций в кинематических парах механизма. Расчет начального звена механизма.

15. Динамика механизмов. Динамическая модель механизма. Уравнения движения механизма. Неравномерность хода машины при периодическом установившемся движении и регулирование движения машинного агрегата.

Самостоятельная работа студентов (СРС)

1. Контрольная работа по теоретической механике.

2. Контрольная работа по сопротивлению материалов.

3. Контрольная работа по теории механизмов и машин.

Самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя (СРСП).

1. Сдача контрольной работы по теоретической механике.

2. Сдача контрольной работы по сопротивлению материалов.

3. Сдача контрольной работы по теории механизмов и машин.

4. Рубежный контроль.

Таблица 5

График проведения занятий

№	Дата	Время	Наименование темы
			Лекции
1.			Теоретическая механика. Введение в статику. Теория моментов. Произвольная плоская система сил.
2.			Центр тяжести. Введение в кинематику. Простейшие движения твердого тела.
3.			Плоскопараллельное движение твердого тела. Сложное движение точки.
4.			Введение в динамику. Динамика материальной точки. Общие теоремы динамики точки.
5.			Введение в динамику системы. Моменты инерции. Общие теоремы динамики системы.
6.			Сопротивление материалов. Введение
7.			Растяжение и сжатие.
8.			Геометрические характеристики поперечных сечений.
9.			Сдвиг и кручение.
10.			Изгиб.
11.			Теория механизмов и машин. Общие сведения о машинах и механизмах. Структура механизма.
12.			Кинематика рычажных механизмов. Кинематический анализ рычажных механизмов.
13.			Передаточные механизмы.
14.			Силовой анализ рычажных механизмов.
15.			Динамика механизмов.

4. Учебно-методические материалы по дисциплине

Основная литература

1. Никитин теоретической механики: Учебник. М.: Высшая школа, 1990

2. Тарг курс теоретической механики: Учебник. М.: Высшая школа, 1998 (и предыдущие издания)

3. Феодосьев материалов. М.:МГТУ, 2000 (и предыдущие издания)

4. , Шапиро материалов. М.: Высшая школа, 1989

5. Артоболевский механизмов и машин. Учебник. М.: Наука, 2001

6. Теория механизмов и машин. Учебник / Под ред. . М.: Высшая школа, 2003

7. Мещерский задач по теоретической механике: Учеб. пособие. М.: Наука, 2008 (и предыдущие издания)

8. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учеб. пособие / Под ред. . М.: Высшая школа, 2008 (и предыдущие издания)

9. Сборник задач по сопротивлению материалов / Под ред . М.: Наука, 1984

10. Расчетные и тестовые задания по сопротивлению материалов: Учеб. пособие / Под ред. . М.: Высшая школа, 2003

11. , Эдельштейн задач по теории механизмов и машин: Учеб. пособие. М.: Наука, 2000

Дополнительная литература

12. , , Меркин теоретической механики: Учебник, М.: Высшая школа, 2002 (и предыдущие издания)

13. Степин материалов. М.: Высшая школа, 1988

14. Сборник задач по сопротивлению материалов: Учеб. пособие / Под ред. . М.: Наука, 1970

15. , Левитский теории механизмов и машин: Учеб. пособие. М.: Высшая школа, 1990 (и предыдущие издания)

Содержание

1. Цели и задачи дисциплины 3

2. Система оценки знаний 4

3. Содержание дисциплины 5

4. Учебно-методические материалы по дисциплине 8