Прикладная механика (стр. 3 )

1.  Введение.

Механическое движение как одна из форм движения материи. Предмет механики. Связь механики с другими дисциплинами. Основные понятия и разделы курса.

2.  Статика. Основные понятия.

Предмет статики. Основные понятия: абсолютно твердое тело, сила, равнодействующая. Аксиомы статики. Связи и реакции связей. Основные типы связей. Гладкая опорная поверхность, цилиндрический шарнир, сферический шарнир, невесомый стержень, жесткая заделка.

3.  Сходящиеся силы. Параллельные силы.

Система сходящихся сил. Геометрическое и аналитическое условия равновесия.

Система параллельных сил. Определение равнодействующей сисетмы параллельных сил.

4.  Центр тяжести твердого тела.

Центр системы параллельных сил. Центр тяжести твердого тела. Формулы для определения координат центра тяжести. Центры тяжести треугольника, кругового сектора, дуги окружности, цилиндра, призмы. Способы определения центров тяжести плоских фигур сложной формы.

5.  Система пар сил. Плоская система сил. Главный вектор и главный момент.

Теория пар сил. Свойства пар сил. Теорема о параллельном переносе силы. Система сил произвольно расположенных на плоскости (плоская система сил). Главный вектор и главный момент. Условия равновесия плоской системы сил. Теорема Вариньона.

6.  Произвольная система сил. Условия равновесия.

Система сил произвольно расположенных в пространстве (пространственная система сил). Момент силы относительно оси. Аналитические условия равновесия пространственной системы сил. Теорема Вариньона о моменте равнодействующей относительно оси.

7.  Кинематика. Основные понятия.

Предмет кинематики. Система отсчета. Задачи кинематики.

8.  Движение материальной точки.

Траектория точки, скорость и ускорение. Способы задания движения точки: естественный и координатный. Определение скорости и ускорения точки при естественном и координатном способах задания движения. Частные случаи движения точки.

9.  Движение твердого тела.

Поступательное движение твердого тела. Теорема о проекциях скоростей точек тела. Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек твердого тела при поступательном движении.

10.  Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси.

Вращательное движение. Угловая скорость и угловое ускорение. Скорость и ускорение точек тела при вращательном движении.

11.  Плоскопараллельное движение твердого тела.

Уравнения движения плоской фигуры. Разложение плоского движения на поступательное и вращательное. Мгновенный центр скоростей. Мгновенный центр ускорений.

12.  Движение вокруг неподвижной точки.

Сферическое движение твердого тела. Углы Эйлера. Уравнения движения твердого тела вокруг неподвижной точки. Мгновенная ось вращения. Определение скоростей и ускорений точек твердого тела, имеющего одну неподвижную точку.

13.  Сложное движение точки

Сложное движение точки. Абсолютное, относительное и переносное движение точки. Абсолютные, относительные и переносные скорости и ускорения. Теорема о сложении скоростей. Теорема Кориолиса о сложении ускорений.

14.  Динамика материальной точки.

Предмет динамики. Основные понятия: масса, материальная точка, механическая система. Законы классической динамики. Инерциальная система отсчета. Задачи динамики. Две основные задачи динамики материальной точки.

15.  Общие теоремы динамики точки.

Несвободное и относительное движение точки.

Теорема о движении центра масс. Теорема об изменении количества движения. Теорема об изменении момента количества движения. Теорема об изменении кинетической энергии.

16.  Динамика твердого тела.

Дифференциальные уравнения поступательного и вращательного движения твердого тела.

Принцип Даламбера. Сила инерции материальной точки. Приведение сил инерции точек твердого тела к центру. Определение динамических реакций.

17.  Трение покоя и движения.

Трение качения и трение скольжения. Угол и конус трения. Условия равновесия при наличии трения.

18.  Теория механизмов и машин.

Механическая система твердых тел. Понятие «машина» и механизм».

19.  Звенья, кинематические пары и кинематические цепи.

Кинематические пары и их классификация. Условные обозначения кинематических пар. Кинематические цепи. Структура механизмов. Основной принцип образования механизмов.

20.  Кинематический анализ и синтез.

Кинематическое исследование плоских рычажных механизмов графическим методом. Построение планов скоростей и ускорений для различных групп Ассура. Кинематическое исследование механизмов методом диаграмм.

21.  Движение механизма под действием сил.

Задачи силового расчета механизмов. Силы, действующие на звенья. Диаграммы сил, работ, и мощностей. Трение в механизмах. Силы инерции звеньев плоских механизмов. Определение реакций в кинематических парах групп. Кинетостатический расчет ведущего звена механизма.

22.  Анализ движения.

Режимы движения механизмов. Приведенные силы и моменты. Определение приведенных и уравновешивающих сил методом Жуковского.

23.  Метод сечений. Внутренние силы. Напряжение.

Предмет, содержание, задачи курса. Допущения и гипотезы, принимаемые в куре сопромата. Классификация тел, расчетная схема. Деформации. Внутренние силы. Метод сечений. Полное, нормальное и касательное напряжения.

24.  Растяжение и сжатие. Закон Гука. Построение эпюр.

Расчеты на прочность при растяжении-сжатии Испытание образцов. Механические характеристики.

Понятие о деформации растяжения (сжатия). Продольные силы и нормальные напряжения. Эпюры продольных сил и нормальных напряжений. Продольные и поперечные деформации. Перемещения поперечных сечений бруса.

Экспериментальное изучение механических свойств материалов. Диаграмма растяжения (сжатия) пластичных и хрупких материалов.

Допускаемые напряжения. Коэффициент запаса прочности. Основные факторы, влияющие на коэффициент запаса прочности. Виды расчетов на прочность: проверочный, проектный, расчет на грузоподъемность.

25.  Сложное напряженное состояние.

Понятие напряженного состояния в точке. Виды напряженного состояния. Закон парности касательных напряжений. Главные напряжения и главные площадки. Экспериментальные напряжения.

26.  Срез (сдвиг).

Понятие о деформации чистого сдвига. Поперечная сила. Деформация и напряжение при сдвиге. Закон Гука при сдвиге. Примеры практических расчетов заклепочных и сварных соединений.

27.  Геометрические характеристики плоских сечений.

Статические моменты. Осевые моменты инерции. Определение координат центра тяжести. Главные оси и главные моменты инерции.

28.  Кручение.

Крутящий момент. Эпюра крутящих моментов. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Основные понятия (пара сил, момент, крутящий момент). Эпюры крутящих моментов. Напряжения и перемещения при кручении прямого бруса круглого поперечного сечения. Напряжения и их распределение по площади поперечного сечения. Условие прочности при кручении. Расчет на прочность и жесткость валов.

29.  Прямой изгиб. Опорные реакции балок. Определение внутренних силовых факторов при изгибе

Общее понятие о деформации изгиба. Типы опор балок. Опорные реакции. Внутренние усилия. Правило знаков для изгибающих моментов и поперечных сил. Зависимость между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределенной нагрузки. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил.

Определение нормальных напряжений. Условия прочности по нормальным напряжениям. Концентрация напряжений при изгибе. Перемещения при изгибе. Определение перемещений.

30.  Гипотезы прочности.

Назначение теорий прочности. Теория наибольших касательных напряжений. Энергетическая теория прочности. Теория прочности Мора. Выбор теорий прочности.

31.  Устойчивость сжатых стержней.

Устойчивые и неустойчивые формы равновесия. Критическая сила.

Формула Эйлера для критической силы и пределы ее применимости. Влияние способа закрепления концов стержня на критическую силу. Расчет сжатых стержней на устойчивость.

32.  Сложное сопротивление.

Общий метод определения деформаций и напряжений при сложном сопротивлении. Косой изгиб. Изгиб с кручением брусьев круглого поперечного сечения. Расчеты на прочность валов.

33.  Прочность при переменных нагрузках.

Основные понятия об усталости материалов, предел выносливости. Факторы, влияющие на предел выносливости материалов. Расчет на усталость.

34.  Предмет гидравлики. Краткая история развития. Физические свойства жидкостей.

Предмет гидравлики. Краткая история развития. Применение и значение гидравлики в современной промышленности. Роль отечественных учёных в достижениях науки и техники, современные технологии. Основные свойства жидкостей: удельный вес и плотность жидкости, сжимаемость, упругость, температурное расширение. Вязкость и ее зависимость от температуры и давления. Модель идеальной жидкости.

35. Гидростатика. Силы, действующие на жидкость. Гидростатическое давление и его свойства

Гидростатика. Силы, действующие на жидкость. Давление в жидкости и его свойства. Дифференциальные уравнения Эйлера равновесия жидкости. Поверхности равного давления. Свободная поверхность жидкости. Основное уравнение гидростатики. Гидростатический парадокс. Эпюры гидростатического давления. Закон Паскаля и его применения в технике. Приборы для измерения давления.

36. Давление жидкости на стенки. Закон Архимеда.

Силы воздействия жидкости на стенки. Закон Архимеда. Плавание тел. Применение законов гидростатики в гидромашинах.

37. Понятия гидродинамики. Уравнение Бернулли.

Кинематика и динамика жидкостей. Виды движения жидкости. Линия тока. Поток жидкости. Живое сечение, расход жидкости и средняя скорость. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли и его энергетический и геометрический смысл. Потери напора. Кавитация. Равномерное движение в трубопроводе. Пьезометрический и геометрический уклон.