190603.65 Сервис транспортных и технологических машин и

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный педагогический университет»
имени Козьмы Минина
Автомобильный факультет
Кафедра «Общая инженерная подготовка»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической
деятельности
________________Г.А. Папуткова
«___»__________ 2013г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Б.3.2 Сопротивление материалов
Направление подготовки: 190600.62 Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов
Профиль подготовки: Автосервис
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: заочная, 5 лет и 2,5 месяца
Нижний Новгород
2013
Рабочая программа составлена на основе:
1. Федерального государственного образовательного стандарта высшего
профессионального образования по направлению подготовки 190600
Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов,
утвержденного « 8» декабря 2009г., номер государственной регистрации 706.
2. Учебного плана по направлению подготовки 190600.62 Эксплуатация
транспортно-технологических машин и комплексов, профиль подготовки
Автосервис, утверждённого «02» июля 2011г.
Рабочая программа по дисциплине «Сопротивление материалов»
принята на заседании кафедры «Общая инженерная подготовка»,
протокол № 4 от « 15 » октября 2012 г.
Разработчик к.х.н., доцент
Л.В.Можгинская
СОГЛАСОВАНО
Зав. кафедрой
«Общая инженерная подготовка»
__________________/ А.А.Толстенёва /
«___»_____________2013г.
СОГЛАСОВАНО
Зав.выпускающей кафедрой
«Автомобильный транспорт»
_________________ / А.Г.Китов /
«___» ___________2013 г.
СОГЛАСОВАНО
Директор библиотеки
_________________/__________/
«____»___________2013г.
2
1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью
дисциплины
«Сопротивление
материалов»
является
теоретическая и практическая подготовка студентов в области прикладной
механики деформируемого твёрдого тела, развитие инженерного мышления
и приобретения знаний о методах расчета на прочность, жесткость и
устойчивость элементов конструкций, машин и механизмов.
Задачи дисциплины: выработка знаний о современных подходах к
расчету сложных систем, умений и навыков по выполнению оценки
надежности конструкций машин, освоение современных методов расчета.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Цикл, к которому относится дисциплина: математический и естественнонаучный.
Дисциплины,
на
которых
базируется
данная
дисциплина:
общеобразовательный цикл средней школы.
Дисциплины, для которых данная дисциплина является предшествующей: дисциплины специального цикла.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование
следующих компетенций или их составляющих:
ОК -10: способен использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять
методы математического анализа и моделирования, теоретического и
экспериментального исследования;
ПК-2: готов к выполнению элементов расчетно-проектировочной работы
по созданию и модернизации систем и средств эксплуатации транспортнотехнологических машин и комплексов.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
- основные задачи сопротивления материалов;
- виды напряжений и деформации;
- условия прочности, жесткости и устойчивости;
- основы теории напряженного и деформируемого состояния;
- расчетные формулы для определения напряжений и деформаций
деталей, узлов и агрегатов машин;
- выбор допускаемых напряжений и коэффициентов запаса прочности.
уметь:
- выполнять расчёты элементов конструкций на прочность,
жёсткость, устойчивость;
3
владеть:
- методами определения внутренних силовых факторов;
- методами оценки эксплуатационной надежности деталей машин и
элементов конструкций.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Всего
зач.ед.
Всего
часов
Семестр
5
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
в т.ч. занятия в активной и
интерактивной формах
Лекции
Практические занятия
Контрольная работа
Самостоятельная работа
Вид итогового контроля
3
108
12
2
108
12
2
4
8
*
96
экзамен
4
8
*
96
5. Содержание дисциплины
5.1. Тематический план
Количество часов
Наименование раздела
Раздел 1. Основные положения механики деформируемого тела
Раздел 2. Внутренние силовые факторы
в поперечных сечениях бруса
Раздел 3.Напряжения и деформации.
Расчет на прочность и жесткость
Итого:
Лекции Практ. Самост. Итого по
зан.
работа разделам
дисциплины
1
10
11
1
4
40
45
2
4
46
52
4
8
96
108
5.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел1. Основные положения механики деформируемого тела
Задачи курса «Сопротивление материалов», его развитие в связи с
задачами машиностроения. Связь курса с общенаучными, общеинженерными
4
и специальными дисциплинами. Реальный объект и расчетные схемы.
Расчетные формы реальных объектов. Классификация внешних нагрузок.
Перемещения и деформации. Основные гипотезы о деформируемом теле.
Свойства деформируемых тел (упругость, пластичность, однородность и
неоднородность, изотропия и анизотропия). Принцип независимости
действия сил. Внутренние силы. Метод сечений для определения внутренних
усилий. Напряжение. Виды напряжений.
Раздел 2. Внутренние силовые факторы в поперечных сечениях
бруса.
Внутренние силовые факторы в поперечных сечениях бруса. Их
интегральные выражения через напряжения. Определение внутренних
силовых факторов через внешние силы. Эпюры внутренних силовых
факторов. Внутренние силы, возникающие при растяжении-сжатии. Эпюры
продольных сил. Кручение прямого бруса. Эпюры крутящих моментов при
кручении прямого бруса. Внутренние силовые факторы при плоском
поперечном изгибе. Дифференциальные зависимости между поперечной
силой, изгибающим моментом и интенсивностью распределенной нагрузки.
Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов в статически
определимых балках.
Раздел 3. Напряжения и деформации. Расчет на прочность и
жесткость.
Напряжения в поперечных сечениях при растяжении-сжатии.
Продольная и поперечная деформации. Закон Гука при одноосном
растяжении-сжатии. Растяжение прямого бруса под действием собственного
веса. Предельные и допускаемые напряжения. Условие прочности при
одноосном растяжении-сжатии.
Чистый сдвиг. Закон парности касательных напряжений. Угловая
деформация. Закон Гука при чистом сдвиге. Модуль упругости при сдвиге.
Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Распределение
напряжений по сечению. Условие прочности при кручении. Полярный
момент сопротивления. Угол закручивания. Расчет валов на прочность и
жесткость.
Основные положения теории чистого изгиба. Нормальные и касательные
напряжения в прямоугольном поперечном сечении балки. Формула
Журавского. Эпюры напряжений. Условие прочности при изгибе. Момент
сопротивления при изгибе. Рациональные формы поперечных сечений балки.
Дифференциальное уравнение упругой линии балки. Определение
перемещений в балке. Расчет на прочность и жесткость при изгибе.
5
Сложное сопротивление. Эквивалентные напряжения. Расчет на
прочность при совместном действии кручения и изгиба.
5.3. Разделы дисциплины и связь с формируемыми компетенциями
Наименование
компетенции
ОК - 10
ПК - 2
№ разделов дисциплины, участвующих в формировании
компетенций
1
+
+
2
+
+
3
+
+
6. Образовательные технологии
При изучении дисциплины «Сопротивление материалов» рекомендуется
применение развивающих технологий, программированного обучения,
интерактивных методов обучения.
Темы занятий, проводимых в активной и интерактивной формах:
1. Построение эпюр внутренних силовых факторов -2 часа.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.1. Основная литература
1. Горшков А.Г. и др. Сопротивление материалов. Учебное пособие.- М.,2005
– 544с.
2. Сборник задач по сопротивлению материалов с теорией и примерами
под ред. А.Г.Горшкова: Учебное пособие. – М., 2003 – 400с.
3. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов.- М.: МВГТУ им.Н.Э.
Баумана, 2003 – 592с.
7.2. дополнительная литература:
1. Винокуров А.И. Сборник задач по сопротивлению материалов. – М.:
Высшая школа, 1990 – 383с.
2. Можгинская Л.В. Сопротивление материалов. Пособие к практическим
занятиям. – Н. Новгород, ВГИПИ, 2000 – 130с.
3.Можгинская Л.В. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих
моментов. – Н. Новгород, ВГИПА, 2002 – 41с.
4.Можгинская Л. В. Статически неопределимые системы. Учебнометодическое пособие. – Н.Новгород, ВГИПУ, 2010 – 23с.
5.Пономарев А.Т. Сопротивление материалов. Курс лекций. Учебное
пособие. – М.: Приор – издат., 2002 – 366с.
7.3. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:
htt : //www.eLibrary .ru/
6
htt //www. fepo . ru
htt //www . nica . ru
8. Материально – техническое обеспечение дисциплины
Реализация дисциплины требует наличия учебной аудитории.
Оборудование учебного кабинета: учебно-методический материал,
тесты, схемы, плакаты, раздаточный материал.
Технические средства обучения: мультимедийное оборудование.
9. Контроль и оценка результатов освоения дисциплины
Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется
преподавателем в процессе проведения лабораторных работ,тестирования,
а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, исследований.
Формируемые компетенции и используемые оценочные средства
№ разделов дисциплины,
НаименоваПоказатели
участвующих в формировании
ние
сформированности
компетенции
компетенции
компетенции
1
2
3
ОК – 10: способен использовать основные законы естественнонаучных
дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы
методы математического анализа и моделирования, теоретического и
экспериментального исследования;
Знает:
основные
законы
статики,
основные понятия, гипотезы и допущения
сопротивления материалов.
Индивидуальные
Умеет: выполнять расчеты элементов на
задания
прочность, жесткость, устойчивость.
Владеет:
навыками
определения
внутренних
силовых
факторов
в
поперечном сечении бруса.
ПК-2: готов к выполнению элементов расчетно-проектировочной работы по
созданию и модернизации систем и средств эксплуатации транспортнотехнологических машин и комплексов.
Знает: основные расчетные формулы
Умеет: выполнять проектировочные и
проверочные
расчеты,
выбирать
рациональные формы поперечных сечений.
Владеет: методами оценки
эксплуатационной надежности деталей
машин и элементов конструкций
7
Индивидуальные
задания
Контрольные вопросы к экзамену
1. Задачи сопротивления материалов. Связь сопротивления материалов с
другими дисциплинами.
2. Основные гипотезы сопротивления материалов. Понятие о расчетах на
прочность, жесткость, устойчивость.
3. Геометрические схемы элементов. Конструкционные материалы.
4. Классификация нагрузок. Метод сечений.
5. Внутренние силовые факторы. Напряжения и деформации.
6. Эпюры внутренних силовых факторов.
7. Растяжение и сжатие. Механические свойства материалов при
растяжении и сжатии. Упругие и пластические деформации.
Коэффициент запаса прочности.
8. Закон Гука при растяжении и сжатии. Продольные и поперечные
деформации. Коэффициент Пуассона.
9. Напряжения в продольном сечении. Расчет на прочность по
допускаемым напряжениям.
10. Расчет на прочность по предельным нагрузкам при растяжении и
сжатии.
11. Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Зависимость между тремя
упругими постоянными.
12. Геометрические характеристики плоских сечений: осевые,
центробежные, полярные моменты инерции.
13. Зависимость между моментами инерции относительно параллельных
осей. Моменты инерции простейших сечений.
14. Кручение круглых стержней – сплошных и полых. Перемещения,
деформации, напряжения, упругая деформация при кручении.
15. Расчет на прочность и жесткость при кручении.
16. Изгиб: чистый изгиб, поперечный изгиб. Перемещения, деформации,
напряжения, упругая энергия при изгибе.
17. Расчет на прочность по допускаемым напряжениям.
18. Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки и его
интегрирование.
19. Сложное сопротивление. Косой изгиб, внецентренное растяжение и
сжатие, изгиб с кручением.
20. Расчет сжатых стержней на устойчивость. Критическая сила и
критическое напряжение. Формула Эйлера.
Контрольная работа
Расчет на прочность при растяжении – сжатии, кручении, изгибе.
8
9