Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Рабочая тетрадь по дисциплине Техническая механика для специальностей СПО
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Физика

Рабочая тетрадь по дисциплине Техническая механика для специальностей СПО

библиотека
материалов

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Удомельский колледж»


«Утверждаю»

Зам. директора по УР ________

/__________________ /





РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

по дисциплине «Техническая механика»

для специальностей рабочих и служащих

140407 Электрические станции сети и системы

140101 Тепловые электрические станции.






Составил: преподаватель Коваль С.В.









2015 г.











Аннотация


Рабочая тетрадь предназначена для студентов СПО, изучающих техническую механику.

В рабочей тетради отражены основные темы дисциплины «Техническая механика»,для специальностей:

140407 Электрические станции сети и системы

140101 Тепловые электрические станции.


Представленные задания способствуют закреплению учебного материала, развивают мышление, прививают умение самостоятельно решать задачи. Иллюстрации отражают наглядную сторону изучаемого материала, способствуют его визуальному восприятию

 Данная рабочая тетрадь может быть использована преподавателями для закрепления знаний студентов на практических занятиях, для самостоятельной работы студентов, для организации контроля знаний при дистанционном обучении.








































Содержание


  1. Аннотация_________________________________________

  2. Содержание________________________________________

  3. Статика _________________________________________

  1. Кинематика________________________________________

  2. Динамика _________________________________________

  3. Сопротивление мвтериалов___________________________


















Раздел 1 Теоретическая механика

1.Статика

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите разделы теоретической механики и укажите, какие вопросы в них изучают.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Дайте определение материи. Перечислите формы движения материи.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


3. В чем общность понятий абсолютно твердого тела и материальной точки и в чем их различие?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Дайте определение силы.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Какие системы сил называют статически эквивалентными?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Что такое равнодействующая система сил, уравновешивающая сила?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Сформулируйте аксиомы статики.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


8. Какие тела называются свободными, а какие несвободными?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Что называется связью?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Что такое реакция связи?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Перечислите виды связей и укажите направление соответствующих им реакций.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


В результате изучения темы студент должен:

иметь представление об абсолютно твердом теле и материальной точке; о силе равнодействующей и уравновешивающей силах, системах сил;

знать виды связей и их реакции; принцип освобождения от связей.


Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил
Эта система эквивалентна одной силе (равнодействующей) и стремится придать телу (в случае, если точка схождения сил совпадает с центром тяжести тела) прямо­линейное движение. Равновесие тела будет иметь место в случае равенства равнодей­ствующей нулю. Геометрическим условием равновесия является замкнутость много­угольника, построенного на силах системы, аналитическим условием — равенство нулю алгебраических сумм проекций сил системы на любые две взаимноперпендикулярные оси. Следует научиться решать задачи на равновесие тел, обратив особое внимание на рациональный выбор направления координатных осей.

Вопросы для самоконтроля
1. Геометрический способ нахождения равнодействующей плоской системы схо­дящихся сил.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что называется проекцией силы на ось? В каком случае проекция силы на ось равна О?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Как найти силовое значение и направление равнодействующей системы сил, если заданы проекции составляющих сил на две взаимноперпендикулярные оси

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Сформулируйте аналитическое условие равновесия плоской системы сходя­щихся сил.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


5. Определение равнодействующей аналитическим способом

hello_html_m545cc459.png
Для заданной системы сходящихся сил определить проекции равнодействующей на оси Х и У: FΣх и FΣу.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


 В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о теореме равновесия трех направленных сил; приведении сил к одной точке;

знать условия равновесия системы сил, методы решения задач на равновесие плоской системы; 

уметь проецировать силы на оси, определять равнодействующую аналитическим способом.


Тема 1.3. Пара сил

Система пар сил эквивалентна одной паре (равнодействующей) и стремится при­дать телу вращательное движение. Равновесие тела будет иметь место в случае равен­ства нулю момента равнодействующей пары. Аналитическим условием равновесия является равенство нулю алгебраической суммы моментов пар системы. Следует об­ратить особое внимание на определение момента силы относительно точки. Необхо­димо помнить, что момент силы относительно точки равен нулю лишь в случае, если точка лежит на линии действия силы.

Вопросы для самоконтроля
1. Что такое пара сил?

____________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Что такое момент пары сил, плечо пары сил?

____________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Сформулируйте условие равновесия системы пар сил.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о вращающем действии пары сил на тело и ее характеристиках; о свойствах пары сил; моменте пары сил;
знать условия равновесия пары сил.



Тема 1.4. Плоская система произвольно расположенных сил
Эта система эквивалентна одной силе (называемой главным вектором) и самой паре (момент, который называют главным моментом) и стремится придать телу в общем случае прямолинейное и вращательное движение одновременно. Изученные ранее системы сходящихся сил и система пар — частные случаи произвольной систе­мы сил. Равновесие тела будет иметь место в случае равенства нулю и главного век­тора, и главного момента системы. Аналитическими условиями равновесия является равенство нулю алгебраической суммы проекций сил системы на оси Х, У, и равенство нулю суммы моментов всех сил относительно любой точки. Следует научиться ре­шать задачи на равновесие тел, в том числе на определение опорных реакций балок и сил, нагружающих стержни, обратив особое внимание на рациональный выбор направления координатных осей и положения центра моментов.

 Вопросы для самоконтроля

1. Что такое момент силы относительно точки? Как берется знак момента силы относительно точки? Что называется плечом силы?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. В каком случае момент силы относительно точки равен нулю?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Что такое главный вектор и главный момент плоской системы сил?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Сформулируйте теорему Вариньона.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Сформулируйте аналитическое условие равновесия плоской системы произ­вольно расположенных сил.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Укажите три вида уравнения равновесия плоской системы произвольно рас­положенных сил.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Укажите, как рационально выбрать направления осей координат и центр мо­ментов.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________


8. Какие нагрузки называются сосредоточенными и распределенными?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



9. Что такое интенсивность равномерно распределенной нагрузки?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Как найти числовое значение, направление и точку приложения равнодей­ствующей равномерно распределенной нагрузки?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Какие системы называются статически определимыми?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

12. Что называется силой трения?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


13. Перечислите основные законы трения скольжения.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


14. Что такое угол трения, конус трения?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

15. Каковы особенности трения качения?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


16. Определение опорных реакций балочных систем

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


hello_html_7d07926f.png




Для заданных балочных систем:


1.Показать реакции, возникающие в опорах А и В под действием внешних сил;

  1. Записать уравнения равновесия для определения балочных опор;

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


  1. Как производится проверка правильности решения? 

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о главном векторе и главном моменте сил; частых случаях приведения силы и системы сил к данному центру; трении и условии самоторможения;
знать определение момента силы относительно точки, виды балочных опор; условия равновесия плоской системы сил; классификацию нагрузок;
уметь определять опорные реакции балочных систем.


Тема 1.5. Пространственная система сил
Как плоские, пространственные системы подразделяют на системы сходящихся или произвольно расположенных сил. Многоугольник, построенный на сходящихся силах системы, оказывается пространственным, что делает невозможным примене­ние графического и графоаналитического методов решения. Аналитический метод решения аналогичен изложенному для плоских систем с той лишь разницей, что силы проецируются на три (а не на две) взаимно перпендикулярные оси, а моменты сил определяются относительно этих осей (а не точек). Необходимо помнить, что момент силы относительно оси равен нулю в том случае, когда сила и ось лежат в одной плоскости (т.е. линия действия силы или параллельна оси, или пересекает ее).



^ Вопросы для самоконтроля

1. Напишите уравнения равновесия для пространственной системы сходящихся сил.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что такое момент силы относительно оси? В каких случаях момент силы отно­сительно оси равен нулю?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Напишите уравнения равновесия для произвольной пространственной систе­мысил._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


^ В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о параллелепипеде сил, приведении пространственной системы сил к главному вектору и к главному моменту;

знать определение моментов относительно оси, условия равновесия пространственной системы сил.



Тема 1.6. Центр тяжести тела

Тема относительно проста для усвоения, однако крайне важна при изучении курса сопротивления материалов. Главное внимание здесь необходимо обратить на решение задач как с плоскими и геометрическими фигурами, так и со стандартными прокатными профилями.

Вопросы для самоконтроля
1. Что такое центр параллельных сил? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Как найти координаты центра параллельных сил? ___________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Что такое центр тяжести тела?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Как найти центр тяжести прямоугольника, треугольника, круга?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Как найти координаты центра тяжести плоского составного сечения?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Центр тяжести
1 . 2. 3.
hello_html_58419efd.pnghello_html_m65a5058c.pnghello_html_m905b0f1.png


  1. В каком случае для определения центра тяжести достаточно определить одну координату расчетным путем?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2 Как учитывается площадь отверстия в фигуре 4 в формуле для определения центра тяжести фигуры?___________________________________________________________________________________________________________________________________

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о центре параллельных сил и его свойствах;

знать формулы для определения координат центра тяжести плоских фигур;

уметь определять координаты центра тяжести плоских фигур простых геометрических фигур и стандартных прокатных профилей.




2. ЭЛЕМЕНТЫ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ
Изучив кинематику точки, обратите внимание на то, что прямолинейное движе­ние точки как неравномерное, так и равномерное всегда характеризуется наличием нормального (центростремительного) ускорения. При поступательном движении тела (характеризуемом движением любой его точки) применимы все формулы кинемати­ки точки. Формулы для определения угловых величин тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, имеют полную смысловую аналогию с формулами для определе­ния соответствующих линейных величин поступательно движущегося тела.


 Тема 1.7. Кинематика точки
При изучении темы обратите внимание на основные понятия кинематики: ускорение, скорость, путь, расстояние.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Изучите уравнения движения точки и способы задания движения.

____________________________________________________________________________________________________________________________________ 

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается относительность понятий покоя и движения?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Дайте определение основных понятий кинематики: траектории, расстоянию, пути, скорости, ускорению, времени.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Какими способами может быть задан закон движения точки?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Как направлен вектор истинной скорости точки при криволинейном движе­нии?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Как направлены касательное и нормальное ускорения точки?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Какое движение совершает точка, если касательное ускорение равно нулю, а нормальное не изменяется с течением времени?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Как выглядят кинематические графики при равномерном и равнопеременном движении?

____________________________________________________________________________________________________________________________________ В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о пространстве, времени, траектории; средней и истиной скорости;

знать способы задания движения точки; параметры движения точки по заданной траектории.

Тема 1.8. Простейшие движения твердого тела

Обратите внимание на определение всех параметров вращения тела вокруг неподвижной оси. Изучите поступательное и вращательное движение тела. 

Вопросы для самоконтроля

1. Какое движение твердого тела называется поступательным?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Перечислите свойства поступательного движения твердого тела.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Дайте определение вращательного движения твердого тела вокруг неподвиж­ной оси.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Как записывается в общем виде уравнение вращательного движения твердого тела?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Напишите формулу, устанавливающую связь между частотой вращения тела п и угловой скоростью вращения.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Дайте определение равномерного и равнопеременного вращательного движе­ния.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Какая дифференциальная зависимость существует между угловым перемеще­нием, угловой скоростью и угловым ускорением?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Какая зависимость существует между линейным перемещением, скоростью и ускорением точек вращающегося тела и угловым перемещением, скоростью и уско­рением тела.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о видах движения тела и их признаках;

знать параметры, характеризующие движение тела вокруг неподвижной оси движения отдельных его точек для любого вида движения.


3.ДИНАМИКА
При изучении раздела вникните в физический смысл аксиом динамики, научи­тесь использовать основанный на принципе Даламбера метод кинетостатики, позво­ляющий применять уравнения равновесия статики для движущегося с ускорением тела. Следует помнить, что сила инерции прилагается к ускоренному телу условно, так как в действительности на него не действует. Особое внимание следует уделить вопросу трения скольжения и понятию самоторможения, имеющим важнейшее зна­чение в технике. Формулы для определения работы, мощности и кинетической энер­гии тела, а также основной закон динамики для случаев поступательного и враща­тельного движения тела имеют полную смысловую аналогию (таблица).

Таблица

Понятие

Основные параметры

Поступательные движения

Вращательное движение

Кинематика

Расстояние

S = (t)

 = (t)


Скорость

V = S’

 = 


Ускорение

at = V’

 = 

Динамика

Силовое воздействие

Сила F

M = J


Сила инертности тела

Масса m

Динамический момент инерции J


Основной закон динамики

F = ma



Работа

W = FS

W = M


Мощность

P = FV

P = M


Кинематическая энергия Ek

Ek =m  V 2/2

Ek= J   2/2


Тема 1.9. Основные понятия и аксиомы динамики
При изучении темы обратите внимание на основные задачи динамики. Следует уяснить акси­омы динамики.

Вопросы для самоконтроля

1. Сформулируйте первую аксиому динамики (принцип инерции) и вторую ак­сиому динамики (основной закон динамики точки).

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Сформулируйте две основные задачи динамики.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Изложите третью аксиому динамики (закон независимости действия сил) и четвертую аксиому (закон равенства действия и противодействия).

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о двух основных задачах динамики;

знать аксиомы динамики при рассмотрении механического состояния тела.

Тема 1.10. Работа и мощность

При изучении темы обратите внимание на понятия работы, мощности, коэффици­ента полезного действия. Изучите единицы измерения работы и мощности и формулы их определения.

Вопросы для самоконтроля

1. Как определяется работа постоянной силы на прямолинейном пути?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что называется мощностью?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Что такое механический коэффициент полезного действия?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Назовите формулу, позволяющую определить вращающийся момент через пе­редаваемую мощность и угловую скорость вращения тела при равномерном враще­нии.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
В результате изучения темы студент должен:


иметь представление о работе переменной силы; зависимости вращающегося момента от угловой скорости и передаваемой мощности;

знать формулы определения работы мощности при поступательном и вращательном движениях тел.


Раздел 2. ОСНОВЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Изучение курса сопротивления материалов (наука о прочности, жесткости и ус­тойчивости деформируемых под нагрузкой элементов машин и конструкций) следует начать с повторения раздела «Статика» (равновесие тел, уравнения равновесия, гео­метрические характеристики сечений). Непременными условиями успешного овла­дения учебным материалом являются: а) четкое понимание физического смысла рас­сматриваемых понятий; б) свободное владение методом сечений; в) осознанное при­менение геометрических характеристик прочности и жесткости поперечных сечений; г) самостоятельное решение достаточно большого числа задач. Принципиаль­ная схема изучения каждого из видов нагружения бруса (старый термин «вид дефор­мации») единообразна: от внешних сил с помощью метода сечения к внутренним силовым факторам, от них — к напряжениям, от расчетного напряжения — к усло­вию прочности бруса.

^ Тема 2.1. Основные положения

., ка­сательным силам — касательные напряжения Внутренние силы, возникающие между частицами тела под действием нагрузок, являются таковыми для тела в целом. При применении метода сечений эти силы для рассматриваемой части тела являются внешними, т.е. к ним применимы методы ста­тики. Действующая в произвольно проведенном поперечном сечении система внут­ренних сил эквивалентна в общем случае одной силе и одному моменту. Разложив их на составляющие, получим соответственно три силы (по направлению координат­ных осей) и три момента (относительно этих осей), которые называют внутренними силовыми факторами (ВСФ). Возникновение тех или иных ВСФ зависит от факти­ческого нагружения бруса. Определяют ВСФ с помощью уравнений равновесия ста­тики. Внутренним нормальным силам соответствуют нормальные напряжения

Вопросы для самоконтроля

1. Для чего изучается сопротивление материалов?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Чем отличается упругая деформация от пластической?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Следует ли учитывать изменение размеров тел при составлении уравнений равновесия сил, приложенных к нему?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. В каких случаях при действии на тело нескольких сил эффект действия каж­дой силы можно считать независимым от действия других сил? Какое название но­сит этот принцип?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Какими расчетными схемами заменяются реальные объекты расчета?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Каковы геометрические признаки, присущие каждой расчетной схеме?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Почему нельзя определить внутренние силовые факторы в произвольном се­чении, рассматривая равновесие всего тела в целом?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. В чем заключается метод сечений?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Можно ли с помощью метода сечений установить закон распределения внут­ренних силовых факторов по проведенному сечению?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Что такое напряжение? Какова размерность напряжения?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о гипотезах, допущениях, о свойствах материалов и характере деформирования; о внутренних силовых факторах в поперечном сечении произвольно нагруженного бруса;

знать методы сечений; виды напряжений; основные виды деформации бруса.


Тема 2.2. Растяжение и сжатие

При изучении темы обратите внимание на гипотезу плоских се­чений, которая справедлива и при других видах нагружения бруса. При растяжении или сжатии напряжения распределяются по поперечному сечению равномерно, гео­метрической характеристикой прочности и жесткости сечения является его площадь, форма сечения значения не имеет, все точки сечения равноопасны. Следует понять порядок расчета на прочность при растяжении и сжатии.

^ Вопросы для самоконтроля

1. В каком случае брус испытывает деформацию растяжения или сжатия?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Каков закон изменения нормальных напряжений по площади поперечного сечения при растяжении и сжатии?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Влияет ли форма поперечного сечения на значение напряжений, возникаю­щих при растяжении и сжатии?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Что называется эпюрой нормальных сил и эпюрой нормальных напряжений?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Для чего строят эпюры N ? Какое поперечное сечение бруса называется опасным?и

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Что такое модуль продольной упругости материала, какова его размерность?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Что такое жесткость сечения бруса и жесткость бруса при растяжении (сжа­тии)?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Какова цель механических испытаний материалов?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Каковы характеристики пластичных свойств материалов?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Какие системы называют статически неопределимыми?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Механические испытания материалов

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


hello_html_7ba344c9.png
hello_html_71295375.png

hello_html_m7c6e5cd5.png


hello_html_m18082f38.png



  1. К каким группам относятся материалы, диаграммы которых представлены на рисунках а, б и в?

____________________________________________________________________________________________________________________________________



  1. Указать основные характеристики прочности на диаграмме растяжения в варианте а.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

^ В результате изучения темы студент должен:

иметь представление о принципе Сен-Венана; продольных и поперечных деформациях; статически неопределимых системах при растяжении (сжатии);

знать закон распределения нормальных напряжений в поперечном сечении бруса; Закон Гука; порядок расчета на прочность при растяжении и сжатии; основные механические характеристики материалов;

уметь проводить испытания материалов на растяжение.

Тема 2.3. Практические расчеты на срез и смятие


При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета.

Следует уяснить расчет заклепок, сварных соединений и врубок. Явление среза всегда «осложнено» наличием других напряже­ний. 

Вопросы для самоконтроля
1.Диаметры штифтов предохранительной муфты, соединяющей два вала, долж­ны быть выбраны таким образом, чтобы при достижении передаваемым моментом предельного значения штифты разрушались (срезались). Какая механическая харак­теристика материала штифтов должна быть использована в расчете? 

  1. Практические расчеты на срез и смятие.

Проверить прочность заклепочного соединения на срез и смятие, если

F = 60 кН; [τc] = 100 МПа; [ σсм ]= 240 МПа; d = 20 мм: z = 3


hello_html_m4c7dff85.png


^ В результате изучения темы студент должен:

иметь представление об основных предпосылках и условностях расчета; соединениях работающих на срез и смятие;

знать напряжения и деформации, возникающие при работе на срез и смятие;

уметь проводить испытание материалов на срез; выполнять расчеты на прочность по предельному состоянию заклепочных, болтовых (без зазора), сварных соединений.

^ Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений
В теории изгиба важную роль играют моменты инерции.
Перед изучением этой темы по учебнику теоретической механики повторите материал о статическом моменте и о нахождении центров тяжести плоских фигур.
При изучении темы обратите внимание на теорему о переносе осей. Эта формула наглядно показывает, что наименьшим из моментов инерции относительно нескольких параллельных осей является момент инерции относительно той оси, ко­торая проходит через центр тяжести.

В теории изгиба важную роль играют главные центральные оси. Если сечение состоит из ряда прокатных профилей, то необходимо при вычислениях пользоваться данны­ми таблиц сортамента.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое статический момент сечения?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что такое осевой и центробежный моменты инерции плоского сечения?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Изменяются ли центробежные и осевые моменты инерции при повороте осей? При параллельном переносе?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Что такое главные центральные оси инерции?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Какая связь существует между моментами инерции относительно параллель­ных осей, из которых одна является центральной?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Напишите формулы для вычисления осевых моментов инерции для прямоу­гольника, равнобедренного треугольника, круга и кольца.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Как определяют осевые моменты инерции сложных составных сечений?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
 В результате изучения темы студент должен:
иметь представление о физическом смысле осевых центробежных и полярных моментах инерции; главных центральных осях и главных центральных моментах инерции;
знать моменты инерции простейших сечений.

Тема 2.5. Изгиб 

Теория чистого изгиба имеет как внешнюю, так и смысловую аналогию с теорией кручения — аналогичное распределение напряжений по поперечному сече­нию: наличие опасных точек сечения, аналогичные геометрические характеристики прочности и жесткости сечения, аналогичный подход к оценке рациональности фор­мы сечения. Следует научиться строить эпюры изгибающих мо­ментов по характерным точкам и рассчитывать балки на прочность.

Вопросы для самоконтроля

1. В каком случае балка работает на изгиб?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что такое чистый и поперечный изгиб? Какие внутренние силовые факторы возникают в поперечных сечениях бруса в этих случаях?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Каким методом определяют внутренние силовые факторы, действующие в поперечных сечениях на изгиб?

__________________________________________________________________

4. Чему равна поперечная сила и изгибающий момент в произвольном сечении балки при изгибе?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Для чего строятся эпюры поперечных сил и изгибающих моментов?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Сформулируйте правило знаков для поперечной силы и изгибающего мо­мента.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Как меняется характер эпюр поперечных сил и изгибающих моментов в точ­ках приложения сосредоточенных, сил и моментов?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Напишите формулы для определения осевых моментов сопротивления при изгибе для прямоугольника, круга и кольца.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Изгиб прямого бруса.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


hello_html_3856dbb4.png



  1. Для какого варианта эпюра поперечных сил построена верно?

  2. На каком участке бруса эпюра изгибающих моментов имеет вид квадратной параболы?


  3.  В результате изучения темы студент должен:

    иметь представление о дифферинциальных зависимостях при изгибе; линейных и угловых перемещениях; жесткости при изгибе;

    знать виды изгиба и внутренние силовые факторы; правила построения и контроля эпюр поперечных сил и изгибающих моментов; распределение нормальных напряжений по сечению при изгибе; условия прочности;

    уметь строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов по длине балок; выполнять расчеты балок на прочность по предельному состоянию.

     Тема 2.6. Сдвиг и кручение
    Обратите внимание на полную смысловую ана­логию закона Гука при сдвиге и при растяжении (сжатии); сравните значения моду­лей упругости материала при сдвиге и при продольном деформировании (жесткость любого материала при сдвиге меньше). При кручении напряжения распределяются по поперечному сечению неравномерно (в линейной зависимости от расстояния точки до полюса сечения), опасными являются все точки контура сечения. Геометрически­ми характеристиками прочности и жесткости сечения являются соответственно по­лярный момент сопротивления и полярный момент инерции, значения которых за­висят не только от площади, но и от формы сечения. Рациональным (т.е. дающим экономию материала) является кольцевое сечение, имеющее по сравнению с круг­лым сплошным меньшую площадь при равном моменте сопротивления (моменте инерции). Следует понять правила построения эпюр крутящих моментов.

     В результате изучения темы студент должен:
    Иметь представление о жесткости сечения, моменте сопротивления при кручении, напряженном состоянии в точке; о расчете цилиндрических винтовых пружин;
     Знать закон Гука; правила построения эпюр крутящих моментов; формулы.
    Вопросы для самоконтроля
    1. В чем состоит деформация сдвига?____________________________________________________________________________________________________________________________________

    2. Что такое модуль сдвига и как он связан с модулем продольной упругости?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

    3. Как определяется крутящий момент в произвольном сечении?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Какая зависимость существует между передаваемой валом мощностью, враща­ющим моментом и угловой скоростью?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. На каких гипотезах и допущениях основаны выводы формул для определения касательных напряжений и углов поворота сечений при кручении бруса круглого сечения?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Каков закон изменения касательных напряжений по площади поперечного сечения при кручении?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Что является геометрическими характеристиками сечения вала при кручении?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Почему выгоднее применять валы кольцевого, а не сплошного сечения?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема 2.7. Изгиб и кручение. Гипотезы прочности

В случае изгиба с кручением также возникают нормальные и касатель­ные напряжения. и касательные В этой теме рассматривается случай сложного сопротивления. Перед изучени­ем темы повторите главы, в которых изложена проверка прочности при изгибе по главным напряжениям, когда известны нормальные напряжения
Вопросы для самоконтроля

1. Почему в случае одновременного действия изгиба и кручения оценку про­чности производят, применяя гипотезы прочности?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Приведите примеры деталей, работающих на изгиб с кручением.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Какие точки поперечного сечения являются опасными, если брус круглого поперечного сечения работает на изгиб с кручением?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
В результате изучения темы студент должен:
иметь представление о гипотезах прочности, эквивалентном напряжении;
знать внутренние силовые факторы, возникающие в поперечном сечении бруса; порядок расчета бруса круглого поперечного сечения при совместном действии изгиба и кручения.

Тема 2.8. Устойчивость центрально-сжатых стержней
При изучении темы обратите внимание на предел применимости форму­лы Эйлера. Следует понять, что при расчетах на устойчивость в отличие от расчетов на прочность предельное напряжение (зд ) зависит не только от материала бруса, но и от его геометрических размеров, формы сечения, а также способа закрепления концов.есь — критическое напряжение

Вопросы для самоконтроля

1. На примере сжатого стержня объясните явление потери устойчивости.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что такое критическая сила?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Что такое гибкость стержня и предельная гибкость материала? От каких фак­торов они зависят?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Какое сечение стержня (сплошное или кольцевое) более рационально с точки зрения устойчивости и почему?

____________________________________________________________________________________________________________________________________

 В результате изучения темы студент должен:

иметь представление об устойчивости и неустойчивости формах равновесия центрально-сжатых стержней; критическом напряжении, расчете по предельному состоянию;

знать порядок расчета сжатых стержней по формуле Эйлера, условия устойчивости сжатых стержней.


Автор
Дата добавления 15.12.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров710
Номер материала ДВ-260648
Получить свидетельство о публикации

"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ


Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх