ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ»

в г. СМОЛЕНСКЕ

Рабочая программа дисциплины (модуля)

_____________Сопротивление материалов________________

(Наименование дисциплины (модуля)

Направление подготовки 151000 Технологические машины и оборудование

Профиль подготовки Пищевая инженерия малых предприятий, Оборудование нефтегазопереработки____________________________________________

________________________________________________________________

Квалификация (степень) выпускника бакалавр____________________

________________________________________________________________

(бакалавр, магистр)

Форма обучения очная

(очная, очно-заочная и др.)

Смоленск - 2011 г.

Цикл:

Профессиональный

Часть цикла:

вариативная

№ дисциплины по учебному плану:

Б3.В. ОД.4

Часов (всего) по учебному плану:

144

3 семестр

Трудоемкость в зачетных единицах

4

3 семестр

Лекции

36

3 семестр

Практические занятия

36

3 семестр

Объем самостоятельной работы

по учебному плану (всего)

36

3семестр

Экзамен

36

3 семестр

1 Цель и задачи освоения дисциплины (модуля)

Цель дисциплины:

изложение методов описание поведения твердых деформирующих тел и способы применения практических задач по расчету и проектированию элементов конструкций, сооружений, деталей машин и механизмов.

Задача дисциплины: научить студента создавать надежные и экономичные конструкции, сооружения, детали машин и механизмов, обеспечивающие их длительную эксплуатацию и надежность.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Дисциплина является базой для изучения других дисциплин естественно-научного и профессионального цикла. Дисциплина опирается на базовое среднее образование и Б2.Б.1, Б2. Б.3, Б2.Б.4, Б3Б.1.

Знания и навыки, полученные студентами в процессе изучения дисциплины «Сопротивление материалов», используются при изучении дисциплин Б3.Б.12, Б3.В. ОД.2, Б3.В. ОД.3, Б3.В. ДВ.4, Б3.В. ДВ.3, Б.3.В. ОД.5, Б.3.В. ОД.5.1

3 Требования к результатам освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины «Сопротивление материалов» формируются следующие компетенции:

Темы,
разделы
дисциплины

Кол-во

ча-сов

Код компетенции

11

18

1

4

7

17

21

22

Σ

общее количество компетенций

 

Сопротивление материалов

144

ОК

ОК

ПК

ПК

ПК

ПК

ПК

ПК

8

 

В результате освоения дисциплины «Сопротивление материалов» студенты должны:

знать: стандартные методы расчета при проектировании деталей и узлов изделий машиностроения и уметь применять их (ПК-21,ПК-22);

уметь выбирать основные и вспомогательные материалы при конструировании изделий машиностроения (ОК-11), работать над инновационными проектами, используя базовые методы исследовательской деятельности (ОК-18), контролировать соблюдение технологической дисциплины (ПК-1), проводить профилактический осмотр и текущий ремонт технологического оборудования (ПК-4) при создании надежных и экономических конструкций;

владеть прогрессивными методами испытаний по определению физико-механических свойств и технологических показателей используемых материалов и готовых изделий при разработке конструкций и изделий (ПК-7), опытом по изучению научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта для обеспечения длительной эксплуатации проектируемых деталей и узлов машин и оборудования (ПК-17).

Основные темы:

Тема 1. Задачи курса сопротивления материалов. Расчетная схема. Схематизация форм деталей. Внешние и внутренние силы. Метод сечений. Эпюры внутренних усилий.

Тема 2. Понятие о напряжениях и деформациях. Основные гипотезы деформирования тела. Тензор напряжений, виды деформации.

Тема 3. Растяжение-сжатие. Напряжения, перемещения. Потенциальная энергия упругой деформации.

Тема 4. Диаграмма растяжения и напряжений малоуглеродистой стали. Механические характеристики материала. Закон Гука. Условие прочности.

Тема 5. Статически- неопределимые стержневые системы. Температурные напряжения. Монтажные усилия.

Тема 6. Расчет на прочность и жесткость стержней при кручении. Потенциальная энергия упругой деформации при кручении.

Тема 7. Плоский изгиб. Гипотезы изгиба. Нормальные и касательные напряжения при изгибе. Эпюры напряжений.

Тема 8. Расчеты на прочность при изгибе. Теория моментов инерции. Момент инерции сложных поперечных сечений.

Тема 9. Энергетические теоремы. Интеграл Мора и графоаналитический метод его вычисления.

Тема 10. Статические неопределимые задачи при изгибе. Метод сил.

Тема 11. Канонические уравнения метода сил. Решение уравнений. Статическая и деформационная проверка.

Тема 12. Обзор современных методов раскрытия статической неопределимости. Дважды статически неопределимые рамы. Пример расчета.

Тема 13. Напряженное состояния в точке. Главные напряжения. Обобщенный закон Гука. Связь между деформацией и напряжениями.

Тема 14. Теория предельных состояний. Теория Мора. Гипотезы и теории прочности. Условие прочности при объемном напряженном состоянии.

Тема 15. Устойчивость и неустойчивость стержней. Формула Эйлера для критической силы. Пределы применимости формулы Эйлера.

Тема 16. Критические напряжения. Проверка на устойчивость и подбор сечений сжатых стержней.

Тема 17. Сложные виды деформации Изгиб с кручением.

Тема 18. Учет колебаний при расчетах на прочность и жесткость.

4 Структура и содержание дисциплины (модуля)

Общая трудоемкость дисциплины составляет _4__ зачетных единиц, __144_(36+36+36+36) часов

№

п/п

Разделы и темы дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации (по семестрам)

лк

у

сам. раб

Раздел 1. Основные понятия. Растяжение-сжатие.

4

1-5

10

6

8

1

Задачи курса сопротивления материалов. Расчетная схема. Схематизация форм деталей. Внешние и внутренние силы. Метод сечений. Эпюры внутренних усилий.

4

1

2

-

2

Понятие о напряжениях и деформациях. Основные гипотезы деформирования тела. Тензор напряжений, виды деформации.

4

2

2

-

2

3

Растяжение-сжатие. Напряжения, перемещения. Потенциальная энергия упругой деформации.

4

3

2

2

2

4

Диаграмма растяжения и напряжений малоуглеродистой стали. Механические характеристики материала. Закон Гука. Условие прочности.

4

4

2

2

2

5

Статически - неопределимые стержневые системы. Температурные напряжения. Монтажные усилия.

4

5

2

2

2

Раздел 2. Кручение. Изгиб.

6-12

14

20

16

6

Расчет на прочность и жесткость стержней при кручении. Потенциальная энергия упругой деформации при кручении.

4

6

2

4

2

7

Плоский изгиб. Гипотезы изгиба. Нормальные и касательные напряжения при изгибе. Эпюры напряжений.

4

7

2

2

2

8

Расчеты на прочность при изгибе. Теория моментов инерции. Момент инерции сложных поперечных сечений.

4

8

2

4

2

Защита 1 части рас. зад.

9

Энергетические теоремы. Интеграл Мора и графоаналитический метод его вычисления.

4

9

2

2

2

10

Статические неопределимые задачи при изгибе. Метод сил.

4

10

2

4

2

11

Канонические уравнения метода сил. Решение уравнений. Статическая и деформационная проверка.

4

11

2

2

2

12

Обзор современных методов раскрытия статической неопределимости. Дважды статически неопределимые рамы. Пример расчета.

4

12

2

2

4

Защита 2 части расч.. зад.

Раздел 3. Основы теории напряженного состояния. Теории прочности.

13-14

4

2

4

13

Напряженное состояния в точке. Главные напряжения. Обобщенный закон Гука. Связь между деформацией и напряжениями.

4

13

2

-

-

14

Теория предельных состояний. Теория Мора. Гипотезы и теории прочности. Условие прочности при объемном напряженном состоянии.

4

14

2

2

4

Раздел 4. Устойчивость сжатых стержней.

15-16

4

4

4

15

Устойчивость и неустойчивость стержней. Формула Эйлера для критической силы. Пределы применимости формулы Эйлера.

4

15

2

2

2

16

Критические напряжения. Проверка на устойчивость и подбор сечений сжатых стержней.

3

4

16

2

2

2

Раздел 5. Сложные виды деформации.

17-18

4

4

4

17

Сложные виды деформации Изгиб с кручением.

4

17

2

2

2

18

Учет колебаний при расчетах на прочность и жесткость.

4

18

2

2

2

Защита 3 части расч.. зад.

Экзамен

36

Итого:

36

36

72

144

5 Образовательные технологии

При изучении дисциплины рекомендуется использовать различные типы дидактических информационных средств в сочетании с печатными учебно-наглядными пособиями, приборами, действующими моделями и другими средствами обучения.

При подборе дидактических информационных средств для проведения различных форм занятий необходимо учитывать следующие факторы:

·  Предположительный способ передачи информации (вербальный, образный, символьный);

·  Канал восприятия информации (аудитивный, визуальный, аудиовизуальный, кинестетический);

·  Способ применения дидактических информационных средств (демонстрационный, фронтальный);

·  Форма предъявления дидактических информационных средств (коллективную, групповую, персональную).

В процесс изучения дисциплины возможны следующие формы проведения занятий:

Семинарские занятия:

·  просеминар (цель – ознакомление студентов со спецификой самостоятельной работы, с литературой, первоисточниками, методикой работы с ними)

·  семинар (цель – углубленное изучение определенных тем и разделов, исследование определенных научных проблем)

·  спецсеминар (цель – обучение общению студентов по определенной научной проблеме).

·  интерактивные и деловые игры.

·  сюжетно-ролевые игры;

·  имитационные игры.

Лекционные занятия:

·  вводная с постановкой проблемы;

·  объяснительно- иллюстративная;

·  лекции - визуализация;

·  лекция с запланированными ошибками.

6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Содержание расчетного задания:

1. Построение эпюр внутренних силовых факторов.

2. Расчет статически неопределимой балки.

3. Расчет вала на изгиб с кручением.

Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине

Опытное изучение растяжения материалов. Диаграмма растяжения и ее характерные точки. Классификация внешних сил. Основные виды деформаций. В чем состоит отличие пластичных материалов от хрупких? Что такое расчетное, предельное и допускаемое напряжения? От каких факторов они зависят? Что такое напряжение? Каков его физический смысл? Какова размерность напряжения? Какие бывают напряжения? С какими внутренними силовыми факторами связано возникновение в поперечном сечении бруса нормальных напряжений и с какими - касательных напряжений? Какова цель метода сечений? В чем заключается его сущность? Как выбирается допускаемое напряжение в зависимости от механических свойств материала? Задачи и допущения в курсе “Сопротивление материалов” Основные виды деформаций. Метод сечений. Напряжение. Деформация растяжения. Определение напряжения. Закон Гука. Напряжения в наклонных сечениях при растяжении в одном направлении. Расчеты на прочность при растяжении/сжатии. Допускаемые напряжения. Определение внутренних усилий при растяжении/сжатии. Сдвиг. Напряжения и закон Гука при сдвиге. Допускаемые напряжения при сдвиге. Какими перемещениями сопровождается кручение? Напишите формулу для определения перемещений при кручении. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Основные понятия при кручении. Построение эпюр крутящих моментов. Какие напряжения возникают в поперечных сечениях вала при кручении? Каков закон их изменения? По каким формулам определяются напряжения в произвольной точке и максимально нагруженной? Моменты инерции плоских фигур. Моменты инерции относительно параллельных осей. Статические моменты плоских фигур. Какова цель испытаний материалов на растяжение? Что такое предел пропорциональности, предел текучести, предел прочности? Влияние собственного веса при растяжении/сжатии. Ступенчатый брус. Напряжения, вызванные изменением температуры. Какими перемещениями сопровождается кручение? Напишите формулу для определения перемещений при кручении. Что такое полярный момент инерции Jp и полярный момент сопротивления Wp сечения? Напишите формулы для определения Jp и Wp для круга и кольца. Изменится ли величина максимальных касательных напряжений и максимальный угол поворота сечения, если заменить материал бруса, например, сделать его из сплава алюминия, а не из стали? Какие напряжения возникают в поперечных сечениях бруса при чистом изгибе? Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил. Условие прочности при изгибе. Основные понятия о деформации изгиба. Определение внутренних усилий при изгибе. Правила знаков для поперечной силы и изгибающего момента. Зависимость между интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силой и изгибающим моментом. Нормальные напряжения при изгибе. Касательные напряжения при изгибе балки прямоугольного сечения. Понятие о главных напряжениях. Гипотезы прочности. Косой изгиб (изгиб в двух плоскостях). Совместное действие кручения и растяжения/сжатия. Понятие о теориях прочности. Устойчивость сжатых стержней. Понятие о продольном изгибе. . Предел применимости формулы Эйлера. Эмпирические формулы для критических напряжений.

7 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

Основная литература:

1. Ицкович к решению задач по сопротивлению материалов. Учебное пособие. -М: Высшая школа 2001. – 591 с.

2. и др. Сопротивление материалов: Пособие по решению задач. – СПб.: Издательство «Лань», 2004. – 512 с.

3. Сопротивление материалов. Учебное пособие для студентов высших технических учебных заведений/ и др.- М: Высшая школа, 200с.

Дополнительная литература

1. Сопротивление материалов. Лабораторный практикум: Учебное пособие для вузов / и др. – М.: Дрофа, 2004. – 352 с.

2., Тимошенко указания к лабораторным работам по курсам «Механика», «Прикладная механика» - Смоленск: филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске, 2004. – 40 с.

3., Тимошенко указания к лабораторным работам по курсу «Механика» - Смоленск: филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске, 2008. – 44 с.

Интернет-ресурсы:

1. Лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: программные комплексы Solid Works, AnsysFluent; www. power-m. ru; www. utz. ru; www. turboatom. .

Периодические издания

1. «Автоматизация и современные технологии»

2. «Вестник компьютерных и информационных технологий»

3. «Вестник машиностроения»

4. «Информатизация и системы управления в промышленности»

5. «Информационные технологии и вычислительные системы»

6. «Математические модели и информационные технологии»

7. «Приоритетные направления развития науки и технологий и перспективные изобретения»

8. «Проблемы машиностроения и надежности машин»

Электронные ресурсы:

1. ЭБС «Лань» – http://e.

2.  ЭБС «Универсальная библиотека онлайн» – http://biblioclub. ru

3.  Научная электронная библиотека еLIBRARU. RU – http://elibraru. ru

4.Интернет - библиотека Издательского дома МЭИ «НЕЛБУК» – http://www. neibook. ru

5.Библиографическая и реферативная база данных SciVerse Scopus – www.

6.Реферативная база данных Web of Science – http://

8 Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

В процессе освоения дисциплины при подготовке к занятиям используются следующие формы материально-технического обеспечения:

·  дидактические информационные средства;

·  печатные учебно-методические пособия;

·  действующие модели и др.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 151000 «Технологические машины и оборудование » и профилю подготовки Пищевая инженерия, оборудование нефтегазопереработки
________________________________________________________________________________

Автор(ы)

Рецензент(ы) ____________________________________________________________________

Программа одобрена на заседании __________________________________________________

(Наименование уполномоченного органа вуза (УМК, НМС, Ученый совет) от ___________ года, протокол № ________.