Аннотация дисциплины «Механика твердого деформируемого тела» Специальность: 270800.68 - Строительство Шифр, название направления Учебный цикл: М.1.В.ОД.1 Код дисциплины Курс 1 Семестр Общая трудоемкость 108 Форма контроля: экзамен Цель дисциплины: Освоение студентом теоретических основ механики деформирования и контактного взаимодействия твердых тел и методов решения ее задач. Задачи дисциплины: 1. Изучение основ теории упругости и вариационных методов решения упругих задач. 2. Изучение теорий прочности материалов, контактного взаимодействия твердых тел. 3. Изучение основ теории пластичности и ползучести. 4. Изучение теоретических основ численных методов решения задач механики деформируемого твердого тела. Требования к уровню освоения содержания дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у обучаемого следующих компетенций: Общекультурные (ОК): 1. Способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности (ОК-2). Профессиональные (ПК): 1. Способность демонстрировать знания фундаментальных и прикладных дисциплин ООП магистратуры (ПК-1). 2. Способность использовать углубленные теоретические и практические знания, часть которых находится на передовом рубеже данной науки (ПК-2). 3. Способность осознать основные проблемы своей предметной области, при решении которых возникает необходимость в сложных задачах выбора, требующих использования количественных и качественных методов (ПК-6). 4. Способность ориентироваться в постановке задачи и определять, каким образом следует искать средства ее решения (ПК-7). 2 5. Способность анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ПК-10). 6. Способность оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-12). 7. Обладание знаниями методов проектирования инженерных сооружений, их конструктивных элементов, включая методики инженерных расчетов систем, объектов и сооружений (ПК-15). 8. Способность разрабатывать физические и математические модели явлений и объектов, относящихся к профилю деятельности (ПК-19). В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: 1. Основные понятия и уравнения механики деформируемого тела и ее разделов. 2. Численные методы, применяемые для решения задач механики деформируемого твердого тела, и их теоретические основы. Уметь: 1. Использовать вариационные методы теории упругости для решения простых задач. 2. Вести расчет напряженно-деформированного состояния сооружения методом конечных элементов. 3. Решать задачу о деформировании простой конструкции под динамической конструкции аналитическим способом. Владеть: Умением ставить и решать задачи механики деформируемого твердого тела аналитическими и численными методами. Содержание дисциплины: Тема 1. Теория упругости: 1.1. Основные уравнения теории упругости. 1.2. Уравнения совместности деформаций. 1.3. Тензоры напряжений и деформаций. 1.4. Прямая и обратная задачи теории упругости. 1.5. Методы решения задач теории упругости. Тема 2. Механика деформирования и контактирования твердых тел: 2.1. Основные положения теории прочности и механики разрушения. 2.2. Теории прочности. Хрупкое и пластическое разрушение, разрушение при ползучести. 2.3. Теории пластичности. Основные теоретические соотношения между напряжениями и деформациями за пределами упругости. 2.4. Теория ползучести. 3 2.5. Кривые ползучести и кинетическое уравнение ползучести. 2.6. Теории контактного взаимодействия упругих тел. 2.7. Теория предельного состояния и математические модели механики разрушения. 2.8. Циклическое деформирование и приспособляемость. Тема 3. Вариационные принципы в механике деформируемого твердого тела: 3.1. Вариационные методы теории упругости. 3.2. Потенциальная энергия деформации упругих тел. 3.3. Принцип виртуальной работы. Принцип минимума потенциальной энергии. 3.4. Принцип Лагранжа, метод Ритца, метод Бубнова-Галеркина. Тема 4. Метод конечных элементов и его применение к статическим и динамическим задачам механики: 4.1. Идея метода и особенности. Основные соотношения. 4.2. Понятие матрицы жесткости и типы конечных элементов. 4.3. Прямой метод и его использование для построения матрицы жесткости стержневых и балочных элементов. 4.4. Метод взвешенных невязок. 4.5. Принцип минимума потенциальной энергии. Матрица жесткости для треугольного и прямоугольного элементов изгибаемой пластины. 4.6. Построение физических и математических моделей при решении задач механики. Граничные условия. 4.7. Вопросы сходимости и точности метода конечных элементов. 4.8. Обзор программных комплексов с использованием метода конечных элементов.