Введение. Министерство образования республики Беларусь

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

Гомельский государственный дорожно-строительный

колледж имени Ленинского комсомола Белоруссии»

Утверждаю

зам. директора УО ГГДСК

по учебной работе

_________В.С. Симанович

«___»_____________2013г.

Программа повторения материала

по дисциплине «Техническая механика»

Для подготовки к экзамену

Для групп заочного обучения: ЗПГС–31, ЗПГС–32, ЗПГС–33, ЗПГС–34

Введение

По данной теме необходимо знать:

Содержание основные задачи и разделы технической механики, ее связь с общепрофессиональными и специальными предметами. Значение механики в технике.

Раздел 1 «Теоретическая механика»

1.1 «Статика»

Тема 1.1.1 «Основные понятия и аксиомы статики; связи и реакции связей»

Вспомните из курса математики теорему косинусов, формулы для определения прилежащего и противолежащего катетов прямоугольного треугольника, теорему Пифагора; из курса физики определение момента.

По данной теме необходимо знать:

Основные понятия статики: материальная точка, абсолютно твердое тело, сила, линия действия силы, системы сил и их классификацию: эквивалентные и уравновешенные системы сил. Аксиомы статики. Правило сложения двух сил, приложенных в точке тела, и разложение силы на две составляющие. Геометрическое условие равновесия плоской системы сходящихся сил. Проекции силы на ось, на две и три взаимно перпендикулярные координатные оси; правило знаков. Определения: пара сил, плечо и момент пары сил. Правило знаков. Теоремы об эквивалентности пар сил. Условие и уравнения равновесия системы пар сил. Определения: момента силы относительно точки и оси, правило знаков. Определение связи и их классификацию. Определение реакции связей и определение их направления.

Должны уметь:

Используя принцип освобождения тела от связей и замены связей их реакциями составлять схему действия сил. Определять проекции силы на координатные оси. Применять теорему о равновесии трех сил для определения направления и значения реакций связи. Применять теорему о сложении пар сил и условие равновесия системы пар сил для определения реакций связей.

Тема 1.1.2 «Системы сил»

По данной теме необходимо знать:

Определения: системы сходящихся сил (плоской и пространственной), системы произвольно расположенных сил (плоской и пространственной). Правила определения равнодействующей плоской системы сходящихся сил методом проекций, теорему о проекции суммы сил на ось координат. Аналитическое условие равновесия, уравнения равновесия плоской и пространственной систем сходящихся сил. Теорему о параллельном переносе силы в любую заданную или выбранную точку. Порядок приведения к точке плоской системы произвольно расположенных сил. Определения: главный вектор и главный момент системы. Теорему Вариньона о моменте равнодействующей. Разложение сил относительно координатных осей. Условия и уравнения равновесия плоской системы произвольно расположенных сил (три вида); уравнения равновесия плоской системы параллельных сил (два вида). Условия и уравнения равновесия пространственной системы произвольно расположенных сил (шесть уравнений); уравнения равновесия пространственной системы параллельных сил (три уравнения). Определение балки, разновидности опор балок (реакции опор) и виды нагрузок, классификацию нагрузок. Применение уравнений равновесия для определения опорных реакций статически определимых плоско нагруженных балок и пространственно нагруженных валов. Общие понятия о статически неопределимых системах.

Должны уметь:

Используя знания предыдущей темы составлять схему действия сил. Применять уравнения равновесия для определения реакций опор и связей для плоских и пространственных систем сил, действующих на твердое тело и для балок.

Тема 1.1.3 «Связи с трением: трение скольжения и качения»

По данной теме необходимо знать:

Сущность понятия «реальные связи», суть трения скольжения и трения качения. Основные законы трения. Условие самоторможения.

Должны уметь:

Определять силу трения скольжения и качения, составлять уравнения равновесия с учетом «реальных связей

Тема 1.1.4 «Центр параллельных сил и центр тяжести; устойчивость равновесия»

Вспомните из курса математики формулы для определения площадей простых геометрических фигур и правила определения их центра.

По данной теме необходимо знать:

Правила сложения системы параллельных сил, определение равнодействующей и центра параллельных сил. Формулы для определения его координат. Определение центра тяжести тела, его свойства. Формулы для определения его координат. Формулы для определения координат центра тяжести тела, составленного из простых геометрических фигур: однородных тонких прутков, однородных плоских пластин, из простейших объемов. Формулы для определения координат центра тяжести простых геометрических фигур и стандартных профилей проката. Определение статического момента сечения плоской фигуры. Статический момент плоской фигуры относительно центральной оси. Определение координат центра тяжести тела методом подвешивания. Определение координат центра тяжести тела методом взвешивания. Суть понятия «устойчивость равновесия»: три разновидности равновесия. Объяснять условие устойчивости. Условие равновесия твердого тела, имеющего неподвижную опорную точку (ось вращения) или опорную плоскость: момент опрокидывания и момент устойчивости, коэффициент устойчивости. Сущность понятий статическая и динамическая устойчивость.

Должны уметь:

Определять положение центра тяжести сложной фигуры, состоящей из простых геометрических (плоских и объемных) фигур и из стандартных профилей. Определять опрокидывающий момент, момент устойчивости, коэффициент устойчивости. Судить о степени устойчивости тел.

Раздел 2 «Сопротивление материалов»

Тема 2.1 «Основные положения»

Вспомните из курса физики что называется силой упругости; из курса технологии металлов основные свойства материалов: однородность, изотропность, анизотропность, твердость, плотность, упругость. Из раздела «Статика» определения сосредоточенной, равномерно распределенной силы, момента; правила определения главного вектора и главного момента системы.

По данной теме необходимо знать:

Основные задачи сопротивления материалов: понятие о расчетах на прочность, жесткость, устойчивость. Определения: деформируемое тело, деформации упругие и пластические. Классификацию внешних сил (поверхностные, объемные; статические, динамические, переменные). Основные гипотезы и допущения, применяемые в сопротивлении материалов: о свойствах деформируемого тела, о характере деформаций. Классификацию элементов конструкций по геометрическим признакам: брус, оболочка, пластина, массивное тело. Внешние и внутренние силовые факторы (нагрузки) в элементах конструкций. Сущность метода сечений и его применение для определения внутренних силовых факторов. Простейшие виды нагружения бруса (растяжение и сжатие, срез, кручение, изгиб) и соответствующие им внутренние силовые факторы (общие уравнения для их определения). Определение напряжения в данной точке сечения, что такое нормальное и касательное напряжение. С какими внутренними силовыми факторами связано возникновение в поперечном сечении бруса нормальных напряжений и с какими – касательных?

Должны уметь:

Применять метод сечений для определения внутренних силовых факторов и напряжений в данном сечении.

Тема 2.2 «Растяжение и сжатие»

Вспомните из курса математики формулы для определения площадей простейших плоских геометрических фигур.

По данной теме необходимо знать:

Понятие о центральном растяжением (сжатием). Правила и формулы для определения продольных сил и нормальных напряжений в поперечных сечениях бруса при растяжении (сжатии). Гипотезу плоских сечений. Правила построения эпюр продольных сил и нормальных напряжений. Правила и порядок определения напряжений в наклонных сечениях бруса (максимальные касательные напряжения). Закон парности касательных напряжений. Деформации при растяжении (сжатии): продольные и поперечные, абсолютные и относительные. Закон Гука, модуль продольной упругости и коэффициента Пуассона, их физический смысл. Определение абсолютных продольных деформаций и осевых перемещений поперечных сечений бруса. Порядок и правила построения эпюр продольных перемещений. Классификацию испытаний по виду нагружения и характеру действующих нагрузок во времени. Классификацию конструкционных материалов: пластичные, хрупкопластичные, хрупкие. Испытания материалов на растяжение (сжатие) при статическом нагружении. Диаграммы растяжения (сжатия) низкоуглеродистой стали, хрупких, пластичных материалов. Характеристики прочности: пределы пропорциональности, текучести, условный предел текучести, временное сопротивление. Характеристики пластичности: относительное остаточное удлинение и относительное остаточное поперечное сужение материала. Закон повторного нагружения (наклеп). Определение опасных (предельных) и допускаемых напряжений. Определение коэффициента запаса прочности и факторы, влияющие на его величину и выбор. Условие прочности при растяжении (сжатии). Расчеты на прочность: проверочный, проектный, определение допускаемой нагрузки. Суть понятия «статически неопределимые системы».

Должны уметь:

Определять продольные силы и нормальные напряжения при растяжении (сжатии) и строить их эпюры по всей длине бруса, применяя метод сечений. Определять полное удлинение бруса и его ступеней и строить эпюры продольных перемещений сечений бруса. Выполнять проверочные расчеты прочности бруса, определять из условия прочности геометрические размеры сечения, допускаемую нагрузку. Выполнять расчет на прочность и жесткость при растяжении (сжатии) для статически неопределимых систем.

Тема 2.3 «Срез и смятие»

Вспомните из курса математики формулы для определения площадей простейших плоских геометрических фигур.

По данной теме необходимо знать:

Определения среза, смятия: внутренние силовые факторы и геометрические характеристики прочности (условная прочность при срезе и смятии). Условия прочности при срезе и смятии. Допущения, на которых основаны практические расчеты на срез и смятие. Условие прочности на разрыв соединяемых деталей по поперечному сечению.

Должны уметь:

Выполнять проверочные, проектные расчеты; расчеты по определению допускаемой нагрузки на срез и смятие заклепочных, штифтовых, шпоночных соединений и других разъемных и неразъемных соединений приспособлений.

Тема 2.4 «Кручение; срез с кручением»

Вспомните из разделов «Кинематика и динамика» формулы, выражающие зависимость, между вращающим моментом, передаваемой мощностью и угловой скоростью; угловой скоростью и частотой вращения.

По данной теме необходимо знать:

Какой вид нагружения называют кручением, внутренние силовые факторы при кручении. Правила построения эпюр крутящих моментов. Сущность понятия «чистый сдвиг»: угол сдвига, закон парности касательных напряжений. Закон Гука при сдвиге. Определение и физический смысл модуля сдвига. Формулу для определения касательных напряжений при кручении. Закон распределения касательных напряжений при кручении. Определения геометрических характеристик плоских сечений и геометрических характеристик прочности при кручении. Формулы для расчета полярного момента инерции и полярного момента сопротивления кручению для круглого и кольцевого сечений бруса. Деформации при кручении: угол сдвига, угол закручивания (абсолютный и относительный). Формулу для определения относительного и полного угла закручивания. Характер разрушения при кручении брусьев из различных материалов (предельные и допускаемые напряжения). Условия прочности и жесткости при кручении. Примеры совместного действия среза (сдвига) и кручения. Формулы для расчета цилиндрических винтовых пружин растяжения и сжатия на прочность и жесткость.

Должны уметь:

Определять крутящий момент и касательные напряжения при кручении и строить их эпюры по всей длине бруса, применяя метод сечений. Определять полный угол закручивания бруса и угол закручивания его ступеней, строить эпюры углов поворота поперечных сечений бруса. Выполнять проверочные расчеты из условий прочности и жесткости бруса. Определять из условий прочности и жесткости геометрические размеры сечения, допускаемую нагрузку. Определять расчетные касательные напряжения и изменения длины пружины. Выполнять проектные расчеты цилиндрических винтовых пружин растяжения и сжатия.

Тема 2.5 «Изгиб»

Вспомните из раздела «Статика» уравнения равновесия для плоской и пространственной систем произвольно расположенных и параллельных сил.

По данной теме необходимо знать:

Какой вид нагружения называют изгибом. Классификацию видов изгиба: прямой и косой изгиб, чистый и поперечный изгиб. Внутренние силовые факторы при прямом изгибе: поперечная сила и изгибающий момент. Зависимость между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределенной нагрузки. Правила построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов по характерным точкам. Правило знаков при построении эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Построение эпюр статически определимых двухопорных и консольных балок для случаев приложения к ним сосредоточенных сил и моментов, а также равномерно распределенных нагрузок. Зависимость между изгибающим моментом и кривизной оси бруса при чистом изгибе. Формулы для расчета нормальных напряжений, возникающие в поперечных сечениях бруса при чистом изгибе. Закон распределения нормальных напряжений при изгибе в поперечном сечении бруса. Геометрические характеристики сечений при изгибе: осевые моменты инерции и сопротивления. Сущность понятия «жесткость сечения при изгибе». Формулы для определения осевых моментов инерции и моментов сопротивления изгибу простейших сечений (прямоугольного, круглого, кольцевого) и стандартных профилей проката. Связь между осевыми и полярными моментами инерции. Условие прочности при изгибе. Расчеты на прочность при изгибе: проверочный, проектный, определение допускаемой нагрузки. Рациональные формы поперечных сечений балок из пластичных и хрупких материалов при изгибе. Понятия о касательных напряжениях в продольных и поперечных сечениях брусьев при прямом изгибе. Формулу для определения касательных напряжений при прямом изгибе (формула Журавского). Деформации (линейные и угловые) при прямом изгибе. Определение линейных и угловых перемещений (формулу интеграла Мора для определения прогиба и угла поворота сечения). Сущность правила Верещагина для определения линейных и угловых перемещений при изгибе. Практические указания по применению правила Верещагина (метода перемножения эпюр). Условия жесткости и расчета на жесткость при изгибе.

Должен уметь:

Строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов для балок, нагруженных плоскими системами параллельных сил, применяя метод сечений. Выполнять проверочные расчеты из условия прочности при изгибе. Определять из условия прочности геометрические размеры сечения, допускаемую нагрузку. Определять прогиб и угол поворота в заданном сечении балки.

Раздел 3 «Статика сооружений»

Тема 3.1 «Основные положения»

Вспомните из курса физики что называется силой упругости; из курса технологии металлов основные свойства материалов: однородность, изотропность, анизотропность, твердость, плотность, упругость. Из раздела «Статика» определения сосредоточенной, равномерно распределенной силы, момента; правила определения главного вектора и главного момента системы.

По данной теме необходимо знать:

Задачи статики сооружений, ее связь с теоретической механикой, сопротивлением материалов и смежными специальными предметами.

Основные рабочие гипотезы: допущение идеальных шарниров и абсолютно жесткого защемления, замена действительных сооружений расчетными схемами, расчленение пространственных систем на плоские, неизменяемость систем.

Классификация сооружений и их расчетных схем: по расположению осей элементов и нагрузок, по геометрическим характеристикам элементов, в зависимости от направления опорных реакций, по методам расчета, по кинематическим признакам. Краткий обзор развития статики сооружений.

Должны уметь:

Иметь понятие об основных задачах статики сооружений и ее связи со статикой твердого тела, сопротивлением материалов и смежными специальными предметами.

Объяснить сущность основных допущений, принятых в статике сооружений.

Правильно излагать и объяснять классификацию сооружений и их расчетных схем.

Тема 3.2 «Исследование геометрической структуры плоских систем сооружений»

По данной теме необходимо знать:

Геометрически неизменяемые и изменяемые системы. Степень свободы. Необходимое условие геометрической неизменяемости. Анализ геометрической структуры сооружений. Мгновенно изменяемые системы.

Понятие о статически определимых и неопределимых системах.

Должны уметь:

Высказывать суждения о геометрически неизменяемых и изменяемых системах, степени свободы механической системы, мгновенной изменяемости системы, статически определимых и неопределимых системах.

Привести условие геометрической неизменяемости.

Привести формулу для определения числа степеней свободы системы и сделать выводы об изменяемости системы, степени подвижности и статической определимости.

Тема 3.3 «Статически определимые плоские фермы»

По данной теме необходимо знать:

Общие сведения о фермах. Развитие форм поперечного сечения балок и предпосылки перехода от балки к ферме. Классификация ферм: по назначению, направлению опорных реакций, очертанию поясов, системе решетки. Образование простейших ферм. Условия геометрической неизменяемости и статической определимости ферм. Анализ геометрической структуры ферм.

Аналитическое определение опорных реакций.

Аналитическое определение сил в стержнях фермы методом сквозных сечений (способы моментных точек и проекций).

Должны уметь:

Высказывать суждения о предпосылках перехода от балки к ферме. Называть область применения ферм.

Объяснить классификацию, условия геометрической неизменяемости и статической определимости ферм.

Называть достоинства и недостатки применения ферм по сравнению с другими аналогичными конструкциями.

Выполнить анализ геометрической структуры фермы.

Объяснить порядок аналитического и графического способов определение сил в стержнях фермы.

Рационально выбрать моментную точку и ось проекций при использовании метода сквозных сечений.

Тема 3.4 «Линии влияния»

По данной теме необходимо знать:

Общие сведения о линиях влияния.

Линии влияния сил в простой дпухопорной балке.

Линия влияния сил в консольной балке.

Линии влияния при узловой передаче нагрузки.

Линии влияния сил в стержнях ферм.

Определение сил по линиям влияния от неподвижной и подвижной нагрузок.

Должны уметь:

Высказывать суждения о подвижных нагрузках.

Объяснить порядок построения линия влияния опорных реакций и внутренних сил в заданном поперечном сечении простой балки (двухопорной, консольной).

Объяснить порядок построения линия влияния внутренних сил поперечном сечении перерезаемой панели при узловой передаче нагрузки.

Рационально выбрать моментную точку и ось проекций при использовании метода сквозных сечений для построения левой и правой ветви линии влияния усилия в стержне фермы.

Тема 3.5 «Многопролетные статически определимые (шарнирные) балки»

По данной теме необходимо знать:

Основные сведения о многопролетных статически определимых (шарнирных) балках.

Условия статической определимости и геометрической неизменяемости.

Анализ геометрической структуры.

Типы шарнирных балок. Схемы взаимодействия (этажные схемы) элементов, составляющих шарнирные балки.

Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.

Понятия о наиболее выгодном расположении шарниров в балке (равномоментные балки).

Должны уметь:

Высказывать суждения о многопролетных статически определимых (шарнирных) балках.

Назвать область применения многопролетных шарнирных балок.

Объяснить классификацию, условия геометрической неизменяемости и статической определимости.

Знать достоинства и недостатки применения многопролетных шарнирных балок по сравнению с другими аналогичными конструкциями.

Выполнить анализ геометрической структуры фермы.

Привести примеры шарнирных балок и схемы взаимодействия (этажные схемы) элементов, составляющих шарнирные балки

Объяснить порядок аналитического расчета многопролетной шарнирной балки.

Знать о наиболее выгодном расположении шарниров в балке.

Тема 3.6 «Статически определимые плоские рамы»

По данной теме необходимо знать:

Общие сведения о рамных конструкциях. Типы рам: однопролетные, многопролетные, одноярусные (одноэтажные), многоярусные (многоэтажные), составные и специального назначения. Анализ статической неопределимости рамных систем.

Построение эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил.

Проверка правильности построения эпюр по условиям равновесия жестких узлов и отсекаемых частей рамы (статическая проверка).

Должны уметь:

Высказывать суждения о рамных конструкциях, типах рам.

Знать область применения рам. Объяснить классификацию, условия геометрической неизменяемости и статической определимости.

Знать достоинства и недостатки применения рам по сравнению с другими аналогичными конструкциями.

Выполнить анализ геометрической структуры рамы.

Объяснить порядок построения эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил.

Выполнить проверку правильности построения эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил по условиям равновесия жестких узлов и отсекаемых частей рамы.

Тема 3.7 «Трехшарнирные арки»

По данной теме необходимо знать:

Криволинейная балка. Общие сведения об арках. Типы арок (безшарнирные, двухшарнирные, трехшарнирные и арки с затяжками) и их элементы.

Аналитический способ расчета трехшарнирных арок. Определение опорных реакций, изгибающего момента, поперечной и продольной сил в произвольном сечении арки.

Построение эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил.

Выбор рационального очертания оси арки.

Должны уметь:

Высказывать суждения об арках, приводит типы арок. Назвать область применения арок.

Назвать достоинства и недостатки применения арок по сравнению с другими аналогичными конструкциями.

Объяснить порядок определения изгибающего момента, поперечной и продольной силы в произвольном сечении для арок без затяжки и арок с затяжкой.

Объяснить порядок построения эпюр изгибающих моментов, поперечных и продольных сил для трехшарнирных арок без затяжки и арок с затяжкой.

Тема 3.8 «Определение перемещений в статически определимых плоских системах»

По данной теме необходимо знать:

Деформации и перемещения. Общий принцип обозначения перемещений.

Формула Мора для элемента сооружения, испытывающего совместную деформацию изгиба с растяжением (сжатием).

Примеры определения перемещений в статически определимых плоских системах (рамах) методом Мора с применением правила Верещагина.

Должны уметь:

Высказывать суждения о деформациях и перемещениях.

Объяснить порядок определения перемещений в статически определимых плоских системах методом Мора с применением правила Верещагина.

Тема 3.9 «Основы расчета статически неопределимых систем методом сил»

По данной теме необходимо знать:

Общие понятия о статически неопределимых системах. Степень статической неопределимости. Основная система.

Канонические уравнения метода сил.

Принцип и порядок расчета статически неопределимых однопролетных балок и простейших рам с одним пли двумя лишними неизвестными.

Выбор рациональной основной системы.

Проверка правильности построения эпюр.

Понятие о расчете простейших комбинированных (составных) рам.

Расчет неразрезных балок. Применение типовых таблиц и компьютерных программ для расчета статически неопределимых систем на ЭВМ.

Должны уметь:

Высказывать суждения о статически неопределимых системах. Раскрыть суть понятий: степень статической неопределимости, основная система.

Объяснить порядок раскрытия статической неопределимости для балок и рам.

Объяснить принципы выбора основной системы и привести канонические уравнения метода сил.

Высказывать суждения о неразрезных балках, назвать область их применения.

Назвать достоинства и недостатки применения неразрезных балок по сравнению с другими аналогичными конструкциями.

Тема 3.10 «Подпорные стены»

По данной теме необходимо знать:

Общие понятия. Виды подпорных стен: массивные, тонкостенные (угловые) и шпунтовые. Расчетные предпосылки теории предельного равновесия.

Аналитическое определение активного давления (распора) и пассивного давления (отпора) сыпучего тела. Распределение давления сыпучего тела по высоте подпорной стены. Эпюра интенсивности бокового давления. Проверка прочности и устойчивости (против опрокидывания и скольжения) массивных подпорных стен.

Должны уметь:

Высказывать суждения о подпорных стенах. Назвать область их применения.

Объяснить порядок определения активного давления (распора) и пассивного давления (отпора) сыпучего тела.

Привести эпюру интенсивности бокового давления сыпучего тела по высоте подпорной стены.

Объяснить порядок проверки прочности и устойчивости (против опрокидывания и скольжения) подпорных стен.

Дата добавления: 2015-10-13