РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА.

Стр 1 из 5Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«СЫКТЫВКАРСКИЙ АВТОМЕХАНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

( ГПОУ «САТ»)

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

Специальность___________________

Группа__________________________

ФИО студента___________________

Сыктывкар, 2016

Аннотация

Рабочая тетрадь предназначена для студентов СПО очного и заочного отделения.

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

23.02.04. Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования

23.02.03. Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

35.02.02.Технология лесозаготовок

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

Аннотация________________________________________________________________1

Содержание_______________________________________________________________2

Статика ________________________________________________________________ 3

Кинематика_______________________________________________________________9

Динамика ________________________________________________________________11

Сопротивление материалов__________________________________________________13

Детали машин_____________________________________________________________ 21

Список литературы_________________________________________________________37

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА.

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?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Что такое равнодействующая система сил, уравновешивающая сила?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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.

Для заданной системы сходящихся сил определить проекции равнодействующей на оси Х и У: F_{Σ х} и F_{Σ у.}

_{______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________}________________________________________________________________

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?

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?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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?

13. Перечислите основные законы трения скольжения.

15. Каковы особенности трения качения?

16. Определение опорных реакций балочных систем

Для заданных балочных систем:

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

Записать уравнения равновесия для определения балочных опор;

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.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.

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.

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?

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.

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)	j = ¦(t)
	Скорость	V = S’	w = j’
	Ускорение	a_t = V’	e = w’
Динамика	Силовое воздействие	Сила F	eM = J
	Сила инертности тела	Масса m	Динамический момент инерции J
	Основной закон динамики	F = ma
	Работа	W = FS	W = Mj
	Мощность	P = FV	P = Mw
	Кинематическая энергия E_k	E_k =m · V ²/2	E_k= J · w 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.

Вопросы для самоконтроля

1. Как определяется работа постоянной силы на прямолинейном пути?

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

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.

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? sи

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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?

б)

в)

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

2. 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.

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.

1. Для какого варианта эпюра поперечных сил построена верно?

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

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? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопросы для самоконтроля

1. На примере сжатого стержня объясните явление потери устойчивости.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
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?

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.

12 3 4 5 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-17; Просмотров: 817; Нарушение авторского права страницы