Техническая механика
Учебно-методическое пособие для выполнения самостоятельной работы
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Литвинова Элла Валентиновна
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 50
Возрастное ограничение: 16+
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
Профессиональное образование
ISBN-онлайн: 978-5-16-104031-7
Артикул: 689996.01.99
Доступ онлайн
В корзину
В пособии приводятся варианты задач для самостоятельной работы и примеры их решения. Основываясь на рассмотренных примерах, студенты смогут самостоятельно выполнять задания. Данное пособие предназначено для студентов инженерных специальностей дневной и заочной форм обучения.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Э.В. Литвинова Техническая механика Москва Инфра-М 2018
Э.В. Литвинова Техническая механика Учебно-методическое пособие для выполнения самостоятельной работы Москва Инфра-М; Znanium.com 2018
УДК 539.3/8(07) Литвинова, Э.В. Техническая механика: учебно-методическое пособие / Э.В. Литвинова. – М.: Инфра-М; Znanium.com, 2018. – 50 с. ISBN 978-5-16-104031-7 (online) В пособии приводятся варианты задач для самостоятельной работы и примеры их решения. Основываясь на рассмотренных примерах, студенты смогут самостоятельно выполнять задания. Данное пособие предназначено для студентов инженерных специальностей дневной и заочной форм обучения. ISBN 978-5-16-104031-7 (online) © Литвинова Э.В., 2017, 2018
УДК 539.3/8(07) ЛИТВИНОВА Э.В. Техническая механика: [учебно–методическое пособие для выполнения самостоятельной работы] / Э.В. Литвинова. Академия строительства и архитектуры ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского». – Симферополь, 2017. – 50 с. В пособии приводятся варианты задач для самостоятельной работы и примеры их решения. Основываясь на рассмотренных примерах, студенты смогут самостоятельно выполнять задания. Данное пособие предназначено для студентов инженерных специальностей дневной и заочной форм обучения. Рецензенты: Чемодуров В.Т., д.т.н., профессор кафедры Механики и сейсмостойкости сооружений; Маслак А.С., старший преподаватель кафедры Механики и сейсмостойкости сооружений. Одобрено и рекомендовано к печати Ученым советом АСФ «25» октября 2017 г. Протокол № 9. Рассмотрено и одобрено на заседании УМК АСФ «21» сентября 2017 г. Протокол № 7. Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры механики и сейсмостойкости сооружений (МиСС) «12» сентября 2017 г. Протокол № 10. © Литвинова Э.В., КФУ, 2017
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................... 1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ ВАРИАНТА И ВЫПОЛНЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ...................................... 1.1. Список рекомендуемой литературы ....................................................... 1.2. Используемые обозначения и единицы измерения............................... 2. ТЕМЫ И ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ................................................................ 2.1. Геометрические характеристики плоских сечений ............................... Задание № 1. Расчет геометрических характеристик плоского сечения .............................................................................................................. 2.2. Растяжение – сжатие................................................................................. Задание № 2. Расчет статически определимого бруса при растяжении–сжатии ......................................................................................... 2.3. Кручение ................................................................................................ Задание №3. Расчет на прочность стержня, работающего на кручение............................................................................................................ 2.4. Прямой плоский изгиб.............................................................................. Задание № 4. Расчет на прочность балки, работающей на изгиб ............... 2.5. Теоретические основы расчетов механизмов ........................................ 3. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ................................................ 3.1. Расчет геометрических характеристик составного сечения................. 3.2. Растяжение и сжатие стержней ............................................................... 3.3. Расчет круглого вала на кручение........................................................... 3.4. Прямой поперечный изгиб....................................................................... СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................... ПРИЛОЖЕНИЕ А. Механические свойства материалов ................................ ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Нормальные линейные размеры по ГОСТ 6636–69*...... ПРИЛОЖЕНИЕ В. Геометрические характеристики простейших плоских сечений ................................................................................................ ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Сортамент прокатной стали............................................... 3 5 7 8 9 9 9 12 12 15 15 19 19 22 23 23 28 31 36 40 41 42 43 44
ВВЕДЕНИЕ В соответствии с учебными планами и рабочей программой дисциплины «Техническая механика» студенты направления подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника всех форм обучения должны выполнить самостоятельную работу по дисциплине. Изучаемый курс немыслим без получения практических навыков расчетов на прочность и жесткость типовых инженерных конструкций. В ходе выполнения самостоятельной работы развиваются самостоятельность и инициатива, вырабатывается методика решения задач и уверенность в правильности полученных результатов и их интерпретации, прививаются навыки работы с размерными величинами. Каждая самостоятельная работа представляет собой решение одной или нескольких задач, объединенных единой целью и последовательностью выполнения, и ставит своей целью практическое усвоение соответствующего раздела теоретического материала курса. Необходимый объем работ и последовательность их выполнения дается в тексте заданий. Данное пособие состоит из трех основных разделов и приложения. В первой части учебного пособия содержатся общие требования к самостоятельному выбору вариантов и их оформлению. Во второй части пособия представлены варианты самостоятельных контрольных заданий по основным разделам курса «Техническая механика» для очного и заочного обучения. В заключительной части учебного пособия даны примеры практического решения задач, охватывающих рассматриваемые разделы курса «Техническая механика» с достаточно подробными объяснениями. Следует иметь в виду, что решенные задачи, отражая общую методологию решений, не являются точной копией контрольных заданий. Общие справочные данные, используемые при решении задач, представлены в Приложениях А – В.
1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ ВАРИАНТА И ВЫПОЛНЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ В процессе изучения курса «Техническая механика» студенты должны выполнить совокупность предлагаемых для самостоятельного решения задач. Цель – практическое освоение теоретического курса и приобретение навыков решения задач, имеющих как учебный, так и прикладной характер. Выдача заданий, консультации и защита работ выполняется преподавателем практических занятий. Перед выдачей задания преподаватель в групповом порядке знакомит студентов с содержанием, целью и порядком выполнения работы, устанавливает сроки защиты работ. Исходные данные для выполнения каждой задачи студенты выбирают в соответствии со своим учебным шифром. Для выбора индивидуального варианта задания используются две последние цифры шифра студента (номера зачетной книжки). Цифры соответствует строке (варианту) числовых исходных данных в таблицах заданий и номеру расчетной схемы задачи. Решенные примеры не заменяют учебный и лекционный материал, поэтому перед выполнением задач следует ознакомиться с соответствующими разделами теоретического курса лекций или учебников, которые приведены в рекомендуемом списке литературы. В процессе расчетов следует обратить внимание на согласованность единиц измерения величин, входящих в формулы. (Не забывайте указывать, в каких единицах получен результат.). Рекомендуемые единицы измерения приведены в перечне используемых обозначений. Все арифметические вычисления следует выполнять с точностью до двух значащих цифр, принятой для инженерных расчетов. Пояснительная записка оформляется в соответствии с ГОСТ 7.32—91 п.4 на стандартных листах писчей бумаги формата А–4 (210х297 мм). Все страницы должны иметь поля 20–25 мм. На обложке указываются: название дисциплины; номер работы; фамилия и инициалы студента; шифр; факультет и специальность. На первой странице тетради записываются: номер работы, номера решаемых задач. Решение каждой задачи обязательно начинать на развороте тетради (на четной странице, начиная со второй, иначе работу трудно проверять). Сверху указывается номер задачи, далее делается чертеж (можно карандашом) и записывается, что в задаче дано и что требуется определить (текст задачи не переписывается). Чертеж выполняется с учетом условий решаемого варианта задачи; на нем все углы, действующие силы, число тел и их расположение на чертеже должны соответствовать этим условиям.
Чертеж должен быть аккуратным и наглядным, а его размеры должны позволять ясно показать вес силы или векторы скорости и ускорения и др.; показывать все эти векторы и координатные оси на чертеже, а также указывать единицы получаемых величин нужно обязательно. Решение задач необходимо сопровождать краткими пояснениями (какие формулы или теоремы применяются, откуда получаются те или иные результаты и т. п.) и подробно излагать весь ход расчетов. На каждой странице следует оставлять поля для замечаний рецензента. Результаты допускается оформлять в рукописном виде или в форме распечатки твердой копии с машинного носителя. После решения задач, входящих в задание, листы с решениями брошюруются и снабжаются титульным листом Университета с обязательным указанием дисциплины, номера варианта задания и данных исполнителя. При представлении задач обязательными элементами являются: расчетные схемы, выполненные в масштабе и конкретизированные в соответствии с индивидуальными данными (из обобщенной расчетной схемы составляется своя с указанием соответствующих направлений нагрузки, нулевая и незаданная нагрузки не показываются); полная исходная информация с указанием марки материала и его необходимых механических свойств; краткие пояснения вычислений и расчетных формул; требуемые эпюры, выполненные на отдельных листах в масштабе. В процессе защиты студентам могут быть предложены контрольные вопросы и задачи из соответствующего раздела курса. Если работы выполнены правильно, но объяснения неубедительны, то студенту назначается повторная защита. Каждая работа выполняется в полном объеме, несмотря на то, что на отдельных этапах или могут быть выявлены случаи нарушения условий прочности, жесткости или устойчивости. Небрежно оформленные и выполненные не по заданию работы к защите не принимаются. К работе, высылаемой на повторную проверку (если она выполнена в другой тетради), должна обязательно прилагаться не зачтённая работа. Следует иметь в виду, что некоторые из заданных в таблицах величин при решении задачи конкретного варианта могут не понадобиться, т.е. оказаться лишними. Необходимо внимательно разобраться с условием, отобрав из таблицы только то, что относится к конкретному варианту. Исправления после проверки преподавателем записываются в конце работы на чистых листах (а не в тексте решения), или в отдельной тетради. Пометки преподавателя не убираются. Следует иметь в виду, что преподаватель при проверке работы отмечает, как правило, лишь место появления ошибки и ее характер.
Разобравшись по учебнику с теоретическим материалом, студент должен исправить допущенную ошибку, а затем внести исправления во все расчеты, оказавшиеся ошибочными, начиная с места появления ошибки и до конца решения задачи. 1.1. Список рекомендуемой литературы 1. Беляев, Н.М. Сопротивление материалов. – М., 2002 (и последующие годы издания). – 542 с. 2. Борисов, М.И. Основы технической механики и детали механизмов приборов / М.И. Борисов, Ф.Г. Зуев. – М.: Машиностроение, 1977. – 341 с. 3. Дарков, А. В. Сопротивление материалов / Дарков А. В., Шпиро Г. С. – М.: Высшая школа, 1989. – 624 с. 4. Иванов, А.И. Прикладная механика. Конструкция и условия работы деталей машин / А.И. Иванов А.И., В.М. Рогачев. – СПб.: СЗПИ, 1993. 5. Иванов, М.Н. Детали машин / М.Н. Иванов. – М.: Высш. школа, 1991. 6. Иосилевич, Г.В. Прикладная механика / Г.В. Иосилевич [и др.]. – М.: Высш. школа, 1989. 7. Копнов, В.А. Сопротивление материалов: Руководство для решения задач и выполнения лабораторных и расчетно–графических работ , В.А. Копнов, С.Н. Кривошапко. – М.: Высш. шк., 2003.– 351с. 8. Мовнин, М.С. Основы технической механики / Мовнин М. С., Израелит А. Б., Рубашкин А. Г. – Л.: Судостроение, 1973. – 576 с. 9. Недоступ, А.П. Прикладная механика. Основы теории механизмов и машин / А.П. Недоступ, В.М. Рогачев. – СПб.: СЗПИ, 1993. 10. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов / Миролюбов И. Н. и др. – М.: Высшая школа, 1985. – 399 с. 11. Техническая механика: учеб. Пособие / В.П. Нестеренко [и др.] – Томск: Изд. ТПУ, 2001. – 173 с. 12. Феодосьев, В.И. Сопротивление материалов. – М.: Наука, 2001 (и последующие годы издания). – 569 с.
1.2. Используемые обозначения и единицы измерения Нагрузки: F – сосредоточенная сила, кН; 1 кН = 103 Н ; M – сосредоточенная пара сил (момент), кНм; q – интенсивность распределенной по длине стержня нагрузки, кН/м. Обозначение осей: x – продольная ось стержня; y, z – главные центральные оси инерции поперечного сечения. Геометрические характеристики поперечного сечения : A – площадь поперечного сечения, см2; z y S S , – статические моменты относительно осей z y, , см3; z y I I , – осевые моменты инерции относительно осей z y, , см4; p I – полярный момент инерции, см4. Внутренние усилия: N – продольная сила, кН; Qy, Qz, (Q) – поперечные силы относительно соответствующих осей, кН; My, Mz, (M) – изгибающие моменты относительно соответствующих осей, кНм; Mx = Mk – крутящий момент, кНм. Напряжения: , , , z y x () – нормальные напряжения, МПа; , , , zx yz xy () – касательные напряжения, МПа; 1 МПа = 106 Па = 106 Н/м2 = 1 Н/мм2. Деформации и перемещения: z y x , , ,() – относительные продольные деформации; , , , zx yz xy () – угловые деформации (углы сдвига); l – абсолютная деформация стержня при растяжении–сжатии (перемещения точек оси вдоль оси x), см; – относительный угол закручивания стержня (вала) при кручении, рад/м. Характеристики материала: Т – предел текучести, МПа; В – временное сопротивление (для хрупких материалов различают: р в – предел прочности при растяжении, с в – предел прочности при сжатии), МПа; [], [] – допускаемые напряжения, МПа; E – модуль упругости, МПа; µ – коэффициент Пуассона; α – коэффициент температурного удлинения.
2. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ 2.1. Геометрические характеристики плоских сечений Задание № 1. Расчет геометрических характеристик плоского сечения Для стержней, поперечные плоские сечения которых показаны на рис., а данные по размерам полос и номерам прокатных профилей составного сечения приведены в табл. 2.1, необходимо определить положение главных центральных осей инерции и значения главных центральных моментов инерции. Для заданного сечения из табл. 2.1 и ГОСТов для номеров прокатных профилей и полосы, составляющих сечение, выписываются следующие исходные данные: все размеры частей сечения, их площади, координаты центра тяжести площади каждой части сечения, положения центральных (собственных) осей и моменты инерции относительно центральных осей. Таблица 2.1 № вар. Размеры полосы, мм Номера уголка Номера швеллера № дв. п1 п2 п3 у1 у2 у3 ш1 ш2 ш3 д 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 25016 21024 25018 11/7 10/6.3 8/5 30 22 24 – 2 24018 20030 24020 14/9 7.5/5 7/4.5 24 22 20 – 3 22020 19026 23024 16/10 5 8 20 22 24 – 4 21024 25016 24022 20/12.5 10 14/9 36 33 30 – 5 20030 24018 16030 10 11/7 8 14 16 18 – 6 19026 14022 24024 14 9/5.6 10/6.3 18 20 22 – 7 14022 22020 21022 16 4 8/5 – – – 18 8 22028 16030 20026 12.5/8 10/6.3 10 – – – 16 9 20020 24024 18028 12 14 9/5.6 16 18 20 – 10 – – – 10 14/9 12 24 27 30 22 11 16030 22028 19026 8/5 10 14/9 18 20 22 – 12 21018 24024 21024 14 16/9 14 20 22 24 – 13 20026 22018 19026 9/5.6 12 12.5/8 16 18 22 – 14 24024 21020 22022 12 14/9 10 24 22 20 – 15 22018 26016 25016 10/6.3 11 14/9 16 20 24 – 16 21020 22026 24024 12.5/8 10/6.3 8/5 18 24 22 – 17 23018 28016 22026 16/10 10 12 – – – 20 18 26016 24020 14024 9/5.6 8/5 7/4.5 – – – 14 19 22026 23018 21622 8 11/7 12 20 22 24 – 20 21028 28022 21218 12 10 8/5 16 18 20 – 21 24020 26026 28028 10 14/9 12 14 16 18 – 22 28016 21028 22024 14/9 8 10/6.3 24 22 20 – 23 29020 23018 25020 18/11 14 11/7 22 20 24 – 24 30024 24022 22026 20/12.5 18/11 16 20 24 18 –
Доступ онлайн
В корзину