Программа дисциплины Сопротивление материалов (стр. 2 )

Трудоемкость курса: Семестр 3 - 4 кредита; семестр 4 - 4 кредита

Объем занятий	Всего часов	Семестры
3	4
Общая трудоемкость	210	105	105
Аудиторные занятия: Лекции Практические занятия (ПЗ) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа Расчетно-графические работы (РГР) Контрольные работы	144 72 36 36 40 22 4	72 36 18 18 20 11 2	72 36 18 18 20 11 2
Вид итогового контроля		Зачет Курсовая работа Экзамен	Экзамен

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№	Разделы дисциплины	Лекции	ПЗ	ЛР	РГР
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19	Основные понятия Растяжение и сжатие Теория напряженного состояния Сдвиг Геометрические характеристики плоских сечений Кручение Прямой изгиб Теории прочности Обзорная лекция 3-го семестра Сопротивление материалов пластическим деформациям Сложное сопротивление Расчет кривых брусьев Определение перемещений в упругих системах Расчет статически неопределимых балок Продольный изгиб прямого стержня Расчет балок на упругом основании Динамическое действие нагрузок Напряжения, переменные во времени Обзорная лекция 4-го семестра	2 3 3 2 4 14 4 2 2 2 8 2 4 2 4 2 8 2 2	- 6 - - 4 2 4 2 2 6 - 4 - 2 - 4 - -	- 8 - 2 2 2 4 - - 2 2 - 8 - 2 - 4 - -	- №1 (2 час) - - №2 (4 час) - №3,4(2+3 час) - - № 5 (3 час) - - №6 (3 час) - №7 (3 час) - №8 (2 час) - -

4.2. Содержание разделов дисциплины «Сопротивление материалов»

1. Основные понятия

Простейшие типы конструкций. Внешние нагрузки. Гипотезы, принимаемые в курсе «Сопротивление материалов». Деформации и перемещения. Метод сечений. Внутренние усилия и напряжения. Частные случаи нагружения.

2. Растяжение и сжатие

Диаграммы растяжения и сжатия пластичных и хрупких материалов. Пластичность, хрупкость. Допускаемые нормальные напряжения. Центральное растяжение (сжатие). Закон Гука. Определение перемещений. Поперечная деформация. Коэффициент Пуассона.

3. Теория напряженного состояния

Плоское напряженное состояние. Закон парности касательных напряжений. Напряжения в наклонных площадках стержня при одноосном растяжении. Главные напряжения. Главные площадки. Пространственное напряженное состояние. Обобщенный закон Гука. Объемная деформация. Работа внешних и внутренних сил при растяжении.

4. Сдвиг

Сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Потенциальная энергия при сдвиге. Практические расчеты на сдвиг. Расчет болтовых и заклепочных соединений.

5. Геометрические характеристики плоских сечений

Площадь сечения. Статический момент сечения. Центр тяжести сечения. Моменты инерции сечения. Изменение моментов инерции при параллельном переносе осей. Изменение моментов инерции при повороте осей. Главные моменты инерции. Главные оси. Центральные оси. Круг Мора.

6. Кручение

Кручение стержней круглого поперечного сечения. Полярный момент сопротивления. Подбор сечения круглого вала. Эпюры крутящих моментов. Кручение полого вала. Кручение прямого бруса прямоугольного поперечного сечения. Тонкостенный стержень открытого профиля. Кручение тонкостенных стержней с замкнутым профилем.

7. Прямой изгиб

Типы опор балок. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил. Правило знаков. Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и распределенной нагрузкой. Определение нормальных и касательных напряжений при поперечном изгибе. Напряжения в наклонных сечениях балки. Главные напряжения. Касательные напряжения при изгибе тонкостенного бруса. Центр изгиба. Расчет на статическую прочность при изгибе по допускаемым напряжениям. Пластический изгиб статически определимых балок. Потенциальная энергия деформации при изгибе. Дифференциальное уравнение изогнутой оси прямого бруса и его интегрирование. Правила интегрирования дифференциального уравнения упругой линии прямого бруса. Определение перемещений в балках постоянного сечения методом начальных параметров. Основные теоремы об упругих линейно-деформирумых системах. Принцип возможных перемещений. Теорема о взаимности работ. Теорема о взаимности перемещений. Определение перемещений. Интеграл Мора. Правила Верещагина. Простейшие статически неопределимые балки.

8. Теории прочности

Первая, вторая, третья и четвертая (энергетическая) теории прочности. Теория прочности Мора для хрупких материалов.

9. Применение теоретических положений сопротивления материалов для решения практических задач (обзорная лекция 3-го семестра)

Примеры расчета железобетонных, деревянных и стальных конструкций. Коэффициент условий работы. Расчетные сопротивления проката для стальных конструкций. Проверочный расчет.

10. Сопротивление материалов пластическим деформациям (Неупругое деформирование)

Упруго-идеально пластические и жестко-идеально пластические материалы. Предельная нагрузка для стержневой системы. Предельная нагрузка для балок. Предельная нагрузка при кручении.

11. Общий случай действия сил на стержень (сложное сопротивление)

Внецентренное растяжение (сжатие) брусьев большой жесткости. Уравнение нулевой линии. Ядро сечения. Изгиб с кручением брусьев круглого поперечного сечения. Изгиб с кручением брусьев прямоугольного поперечного сечения. Косой изгиб. Условие прочности при косом изгибе. Деформации при косом изгибе. Подбор сечений при косом изгибе. Построение эпюр внутренних усилий и моментов для пространственных брусьев с ломаной осью.

12. Расчет кривых брусьев

Расчет кривых брусьев большой кривизны. Нормальные напряжения в поперечных сечениях бруса большой кривизны.

13. Определение перемещений в упругих системах

Основные теоремы об упругих линейно-деформируемых системах. Принцип возможных перемещений. Интеграл Мора. Правила Верещагина.

14. Расчет статически неопределимых балок

Простейшие статически неопределимые балки.

15. Расчет сжатых стержней на устойчивость (Продольный изгиб прямого стержня)

Продольный изгиб прямого стержня. Формула Эйлера для критической силы. Гибкость сжатого стержня. Радиус инерции поперечного сечения. Эмпирическая формула Ясинского. Условие устойчивости. Коэффициент продольного изгиба. Рациональные формы сжатых стержней. Продольно-поперечный изгиб.

16. Расчет балок на упругом основании

Расчет балок на упругом основании. Гипотеза Фусса – Винклера. Коэффициент постели. Расчет бесконечно-длинной балки, лежащей на сплошном упругом основании, загруженной одной сосредоточенной силой. Загружение балки равномерно распределенной нагрузкой.

17. Динамическое действие нагрузок

Силы инерции. Принцип Даламбера. Основные виды динамической нагрузки. Динамические задачи, приводимые к задачам статического расчета систем. Удар. Динамический коэффициент. Свободные колебания системы с одной степенью свободы. Уравнение гармонического колебания. Круговая частота колебаний. Полный период колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Затухающие колебания. Логарифмический декремент колебания.

18. Напряжения, переменные во времени (Расчет на усталость)

Переменные напряжения. Цикл напряжений. Усталость. Кривая усталости. Предел выносливости. Основные факторы, влияющие на величину предела выносливости.

19. Обзорная лекция 4-го семестра

Решение задач на определение максимальных нормальных напряжений, возникающих при вынужденных колебаниях консольной балки с двигателем, на определение критических сил сжатых стоек, на вычисление перемещений балок кусочно-переменного сечения.

4.3. Календарные планы дисциплины «Сопротивление материалов»

Сопротивление материалов, ч. I

Группы ИСБ-201÷205 Курс 2 Семестр 3

Число недель – 18; Лекции - 36 час; Практические занятия – 18; Лабораторные занятия – 18

Всего: 72 часа

д. т.н., проф.

(звание, степень, ФИО ведущего дисциплину)

Виды и содержание учебных занятий
Неделя	ЛЕКЦИИ	часы	Практические (пр) или лабораторные (лаб) занятия	часы	РГР	часы
1	Основные понятия. Гипотезы. Нагрузки. Деформации и перемещения. Метод сечений. Напряжения.	2	пр	Прокатные профили. Геометрические характеристики плоских сечений: центр тяжести, площадь. Оси. Выдача РГР №2 (Определение геометрических характеристик составного поперечного сечения)	2	2	4
2	Центральное растяжение. Эпюры нормальных сил и напряжений. Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали. Диаграммы сжатия. Пластичность, хрупкость. Закон Гука. Определение перемещений.	2	лаб	Определение центров тяжести составных и сложных сечений. Местные и центральные оси. Испытание на растяжение образца из низкоуглеродистой стали	2
3	Поперечная деформация. Коэффициент Пуассона. Плоское напряженное состояние. Главные напряжения, главные площадки	2	пр	Построение эпюр нормальных сил и напряжений. Учет сосредоточенных внешних сил и собственного веса стержня.	2
4	Понятие о пространственном напряженном состоянии. Обобщенный закон Гука. Объемная деформация. Работа внешних и внутренних сил при растяжении.	2	лаб	Определение модуля продольной упругости. Изучение диаграммы растяжения стали	2
5	Сдвиг. Практические расчеты на сдвиг.	2	пр	Определение перемещений при растяжении. Определение предельных нагрузок для стержневых систем при растяжении.	2
6	Геометрические характеристики плоских сечений. Изменение моментов инерции при параллельном переносе осей.	2	лаб	Испытание на сжатие пластичных и хрупких материалов	2
7	Изменение моментов инерции при повороте осей. Главные моменты инерции. Круг Мора.	2	пр	Статически неопределимые задачи при растяжении стержня и системы стержней. Учет температуры. Выдача РГР №1 (Расчет статически неопределимого бруса на растяжение).	2	1	2
8	Кручение стержней круглого поперечного сечения	2	лаб	Определение моментов инерции простых сечений. Экспериментальное определение главных осей плоских поперечных сечений	2
9	Кручение прямого бруса некруглого поперечного сечения	2	пр	Определение главных осей, главных моментов инерции составных сечений. (Сдача РГР № 1)	2
10	Изгиб. Построение эпюр изгибающих моментов, поперечных сил. Теоремы Журавского.	2	лаб	Кручение стержней круглого поперечного сечения (определение углов закручивания, подбор диаметров сечений). (Сдача РГР № 2)	2
11	Нормальные напряжения при изгибе. Определение касательных напряжений при поперечном изгибе.	2	пр	Построение эпюр изгибающих моментов, поперечных сил для однопролетных статически определимых балок и простых рам.	2
12	Напряжения в наклонных сечениях балки. Главные напряжения при изгибе. Касательные напряжения при изгибе тонкостенного бруса. Центр изгиба.	2	лаб	Определение коэффициента Пуассона для стали. Выдача РГР №3 (Построение эпюр изгибающих моментов, поперечных и нормальных сил в простых рамах).	2	3	2
13	Расчет на статическую прочность при изгибе по допускаемым напряжениям. Пластический изгиб статически определимых балок. Пластический шарнир.	2	пр	Построение эпюр изгибающих моментов, поперечных сил для балок. Построение эпюр нормальных и касательных напряжений по высоте сечения прокатных балок. Эпюры главных напряжений.	2
14	Потенциальная энергия деформации при изгибе. Дифференциальное уравнение изогнутой оси упругого прямого стержня и его интегрирование	2	лаб	Построение эпюр изгибающих моментов, поперечных сил для однопролетных статически определимых балок. Построение зпюр нормальных и касательных напряжений по высоте сечения балок. Выдача РГР №4 (Расчет статически определимой балки на прочность)	2	4	3
15	Интегрирование дифференциального уравнения упругой линии прямого бруса. Правила интегрирования. Метод начальных параметров.	2	пр	Построение эпюр изгибающих моментов, поперечных и нормальных сил для простых статически определимых рам. (Сдача РГР №3).	2
16	Примеры определения прогибов в однопролетных балках	2		Определение прогибов в однопролетных балках
17	Теории прочности	2	лаб	Подбор сечений балок из условий жесткости. (Сдача РГР №4).	2
18	Обзорная лекция 3-го семестра	2	пр	Решение задач по всем темам	2