Основы функционирования систем сервиса документ MS

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
машиноведения_______
(наименование кафедры)
ФТП______________
(институт/факультет)
___________ В.М.Потапов
«___» ____________ 20___ г.
ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ СЕРВИСА
(прочность деталей машин)
Направление подготовки:
100100.62 Сервис
Программа бакалавриата:
Сервис транспортных средств
Степень выпускника:
Бакалавр
Новосибирск 2012
СОСТАВИТЕЛЬ: А.В.Кириллов, к.т.н., доцент, доцент кафедры
машиноведения
(И.О.Ф., учёная степень, звание, должность, подпись)
РЕКОМЕНДОВАНО К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
на заседании кафедры ______________________________________
(протокол № _____ от «____» ___________20__ г.)
СОГЛАСОВАНО
Декан/директор ________________________ ___________________
(подпись)
(Ф.И.О)
Начальник УМУ (УМАиД): _______________ __________________
(подпись)
(Ф.И.О)
Директор библиотеки _________________ ___________________________
(подпись)
(Ф.И.О)
2
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цель освоения дисциплины. Дисциплина «Основы функционирования систем
сервиса» является комплексной дисциплиной, включающей в себя различные разделы
общетехнических дисциплин. В данной программе рассматривается раздел, посвященный
изучению
вопросов
прочности
деталей
машин,
которые
являются
предметом
«Сопротивления материалов».
«Сопротивление материалов» является исключительно важной инженерной наукой,
необходимой для формирования инженеров любой специальности. Без фундаментальных
знаний в этой области невозможно создать различного рода машины, механизмы и другие
инженерные конструкции. Целью преподавания «Сопротивления материалов» является
обучение студентов расчетам инженерных конструкций на прочность, жесткость и
устойчивость. При этом студенты должны научиться выполнять расчеты при различных
видах деформаций и приобрести элементарные практические навыки в инженерных
расчетах, а также ознакомиться с методикой проведения опытов.
Основная задача курса состоит в ознакомлении студентов с основными методами
«Сопротивления материалов», позволяющими выполнять практические расчеты на
прочность и жесткость деталей машин, а также элементов инженерных сооружений и
конструкций.
Место дисциплины в структуре ООП ВПО. Дисциплина относится к базовой
части профессионального цикла учебного плана.
Основные положения «Сопротивления материалов» опираются на законы и теоремы
«Теоретической механики» и, в первую очередь, на законы статики, без знания которых
изучение курса немыслимо. При изучении дисциплины также используются законы
физики, методы математического анализа и основные сведения из материаловедения. На
материале курса «Сопротивление материалов» базируются такие общеинженерные
дисциплины, как «Детали машин», «Гидравлика» и др., а также специальные инженерные
дисциплины, посвященные расчету и проектированию машин.
«Сопротивление материалов» опирается на курсы «Физика» (раздел «Механика»),
«Высшая математика», «Теоретическая механика» и «Материаловедение». При изложении
курса «Сопротивление материалов» следует основное внимание обращать на инженерные
аспекты дисциплины и обратить особое внимание на разделы, посвященные расчетам на
прочность и жесткость конструкций, на которых основывается изучение курса «Детали
машин».
3
Дисциплина изучается в 4 семестре.
Формы контроля. Оценка результатов обучения осуществляется в ходе текущего
контроля и промежуточной аттестации.
Текущий контроль. Принимаются задания из расчетно-графической работы,
проводится тестирование по пройденным темам лекционного материала, проводятся
контрольные работы, тестирование.
Промежуточная аттестация. Для контроля усвоения дисциплины учебным планом
предусмотрена защита расчетно-графической работы и экзамен (4-й семестр).
Требования к результатам освоения программы. Курс направлен на
формирование следующих компетенций: ОК-1, ОК-2, ПК-13 (таблица 1).
Таблица 1. Требования к результатам освоения программы
Формируемые компетенции
Дескрипторы
ОК-1 – владение культурой
мышления,
целостной
системой научных знаний об
окружающем
мире,
способность ориентироваться в
ценностях
бытия,
жизни,
культуры
ОК-2 – использование базовых
положений
математики,
естественных, гуманитарных и
экономических
наук
при
решении
социальных
и
профессиональных задач.
ПК-13 – .готовность к изучению
научно-технической
информации, отечественного и
зарубежного опыта в сервисной
деятельности
Знать:
1. Понятия внутренних сил, виды внутренних силовых
факторов, понятие о напряжении, понятие об эпюре
внутреннего силового фактора.
2. Основные характеристики прочности и пластичности.
3. Понятия статического момента, осевых, полярного и
центробежного моментов инерции площади поперечного
сечения; знать формулы моментов инерции простейших
плоских фигур.
4. Виды изгиба, дифференциальные зависимости при
изгибе.
5. Основные закономерности эпюр внутренних силовых
факторов.
6. Основные понятия напряженно-деформированного
состояния в точке, основные виды напряженных
состояний, обобщенный закон Гука.
7. Основные теории прочности.
Уметь:
1. Формулировать задачу на основе представления
реальной механической системы в виде ее расчетной
модели;
2. Составить уравнения равновесия выбранной модели.
3. Выбирать метод расчета, ко торый простейшим
образом позволяет решить задачу.
4. Производить проверку прочности конструктивных
элементов.
5. Определять размеры поперечных сечений из условия
прочности.
6. Определять деформации конструктивных элементов
в случае простейших видов деформаций и их
сочетаний.
Владеть:
- методами расчёта на прочность, жесткость и
устойчивость плоских и пространственных конструкций.
4
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Трудоёмкость 4 зачётных единицы, 144 часа (лекции – 40 часов, практические
занятия – 26 часов, самостоятельная работа – 78 часов, в том числе – 36 часов (1 ЗЕ) –
подготовка к экзамену.
Дисциплина изучается в 4 семестре.
РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ. ПОНЯТИЕ О НАПРЯЖЕННО –
ДЕФОРМИРОВАННОМ СОСТОЯНИИ МАТЕРИАЛА
Тема 1. Введение. Основные понятия
Введение. Основные понятия. Задачи науки о «Сопротивлении материалов».
Классификация тел. Основные гипотезы о деформируемом теле. Метод сечений. Виды
внутренних силовых факторов. Понятие о напряжениях и деформациях.
РАЗДЕЛ 2. РАСТЯЖЕНИЕ-СЖАТИЕ.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Тема 2. Расчеты на прочность и жесткость при растяжении-сжатии
Продольная сила. Напряжения в поперечных сечениях бруса. Построение эпюр
продольных сил и нормальных напряжений. Продольные и поперечные деформации.
Закон Гука. Перемещения поперечных сечений брусьев. Построение эпюр абсолютных
деформаций. Расчеты на прочность и жесткость. Примеры расчета.
Тема 3. Опытное изучение свойств материалов
Диаграммы растяжения и сжатия. Основные характеристики прочности и
пластичности материала. Влияние скорости и температуры на вид диаграммы растяжения.
Ползучесть, релаксация, упругое последействие. Понятие о концентрации напряжений.
Допускаемые напряжения.
РАЗДЕЛ 3. СДВИГ. КРУЧЕНИЕ
Тема 4. Расчеты на прочность и жесткость при сдвиге и кручении
Понятие и чистом сдвиге. Закон Гука при чистом сдвиге. Условие прочности при
срезе. Основы расчета заклепочных и сварных соединений.
Вычисление крутящих моментов. Эпюры крутящих моментов. Кручение прямых
стержней с круглыми и кольцевыми поперечными сечениями. Деформации и
перемещения. Главные напряжения и потенциальная энергия деформации при кручении
стержня круглого поперечного сечения. Пример построения эпюр крутящих моментов,
касательных напряжений и углов поворота. Расчет на прочность и жесткость ступенчатого
вала круглого профиля.
5
РАЗДЕЛ 4. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛОСКИХ СЕЧЕНИЙ
Тема 5. Геометрические характеристики плоских сечений
Геометрические характеристики сечений, используемых при расчете на прочность
и жесткость. Статический момент площади сечения. Понятие о моменте инерции площади
сечения. Моменты инерции простейших плоских фигур. Моменты инерции при
параллельном переносе осей. Моменты инерции при повороте осей. Главные оси и
главные моменты инерции. Определение положения центра тяжести и моментов инерции
относительно главных центральных осей сложного сечения с одной осью симметрии.
РАЗДЕЛ 5. ИЗГИБ. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ.
РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ
Тема 6. Виды изгиба. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных
сил
Прямой поперечный изгиб брусьев. Основные понятия. Внутренние силовые
факторы. Напряжения и деформации. Классификация видов изгиба. Эпюры изгибающих
моментов и поперечных сил. Дифференциальные зависимости при изгибе. Основные
закономерности эпюр изгибающих моментов и поперечных сил.
Тема 7. Напряжения при изгибе. Расчет на прочность
Прямой чистый изгиб. Нормальные напряжения при изгибе. Условие прочности.
Расчет на прочность балок и рам. Определение размеров поперечных сечений (1 час).
Прямой поперечный изгиб. Касательные напряжения при изгибе (формула
Журавского). Основное и дополнительное условия прочности при изгибе. Выбор
рациональных форм поперечных сечений (1 час).
РАЗДЕЛ 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПРИ ИЗГИБЕ
Тема
8.
Перемещения при изгибе (прогибы и углы поворота).
Дифференциальное уравнение прямого изгиба призматического
стержня.
Метод
непосредственного
интегрирования.
Энергетические методы расчета деформаций
Перемещения при изгибе. Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки при
изгибе. Метод непосредственного интегрирования при определении перемещений при
изгибе. Метод начальных параметров.
Энергетический метод расчета деформаций изгиба. Определение потенциальной
энергии деформаций изгиба. Интеграл Мора. Графоаналитический метод вычисления
интеграла Мора (правило Верещагина).
6
РАЗДЕЛ 7. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ В
ТОЧКЕ ТЕЛА. ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ
Тема 9. Напряженное состояние в точке. Виды напряженных состояний.
Обобщенный закон Гука
Анализ напряженного и деформированного состояния в точке тела. Понятие о
тензоре напряжений. Главные площадки и напряжения. Закон парности касательных
напряжений. Виды напряженного состояния. Линейное (одноосное) напряженное
состояние. Плоское напряженное состояние. Экстремальные касательные напряжения.
Пространственное напряженное состояние. Обобщенный закон Гука. Объемная
деформация. Потенциальная энергия упругой деформации.
Тема 10. Теории прочности
Роль теорий прочности. Теория предельных состояний. Теория наибольших
нормальных напряжений (I теория прочности). Теория наибольших деформаций(II теория
прочности) . Теория наибольших касательных напряжений (III теория прочности).
Энергетическая теория прочности (IV теория прочности). Теория прочности Мора.
Хрупкое и вязкое разрушение материалов. Теоретическая и реальная прочность
материалов. Хрупкое и вязкое разрушение материалов.
РАЗДЕЛ 8 . ИЗГИБ С КРУЧЕНИЕМ. СЛОЖНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Тема 11. Расчет валов при совместном действии кручения и изгиба. Сложное
сопротивление
Изгиб с кручением брусьев круглого сечения. Расчет валов, работающих на изгиб с
кручением в соответствии с III и IV теориями прочности. Общий случай действия сил на
брус круглого сечения. Сложное сопротивление.
РАЗДЕЛ
9.
УСТОЙЧИВОСТЬ
СЖАТЫХ
ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ
СТЕРЖНЕЙ.
ПРОДОЛЬНО-
Тема 12. Расчет на устойчивость при напряжениях, не превышающих предел
пропорциональности
Понятие об устойчивости равновесия упругих тел. Продольный изгиб. Понятие о
потере устойчивости при напряжениях, не превышающих предел пропорциональности.
Формула Эйлера для определения величины критической силы сжатого стержня.
Тема 13. Расчет на устойчивость при напряжениях, превышающих предел
пропорциональности
Влияние условий закрепления на величину критической силы. Пределы
применимости формулы Эйлера. Понятие о потере устойчивости при напряжениях,
превышающих предел пропорциональности. Формула Ясинского. Расчет сжатых
7
стержней с использованием коэффициента снижения основного допускаемого
напряжения. Условие устойчивости.
РАЗДЕЛ 10. СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ДЕЙСТВИЮ ПОВТОРНОПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Тема 14. Расчеты на усталость
Прочность при циклически изменяющихся напряжениях. Понятие об усталостном
разрушении материала. Основные характеристики цикла повторно-переменных
напряжений. Испытания на усталость. Предел выносливости. Расчет коэффициентов
запаса усталостной прочности. Влияние состояния поверхности и размеров детали на
усталостную прочность.
РАЗДЕЛ 11. ОСНОВЫ ВИБРОПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ
Тема 15. Колебательные явления в конструкциях. Напряжения и деформации
при ударе
Колебательные явления в конструкциях. Напряжения и деформации при ударе.
Расчет на ударную нагрузку Расчет динамического коэффициента при ударной нагрузке.
Продольный удар. Скручивающий удар. Удар при изгибе.
Содержание дисциплины «Основы функционирования систем сервиса (прочность
деталей машин)» структурировано по видам учебных занятий с распределением объёмов
учебной нагрузки (таблицы 2, 3).
№
п/п
1
2
3
4
5
6
Таблица 2. Тематическое планирование
Виды и формы учебной
Раздел дисциплины
работы
(изучаемые темы)
Л
ПЗ
ЛЗ
СР
(ч)
(ч)
(ч)
(ч)
. Введение. Основные
понятия
Расчеты на прочность и
жесткость при растяжениисжатии
Опытное изучение свойств
материалов
Расчеты на прочность и
жесткость при сдвиге и
кручении
Геометрические
характеристики плоских
сечений
Виды изгиба. Построение
2
-
-
4
2
2
-
2
2*
-
-
4
2
4
-
4
2
4
-
2
2*
4
-
4
8
Формы текущего,
промежуточного,
итогового контроля с
указанием кодов
проверяемых
компетенций
7
8
9
10
11
12
13
14
15
эпюр изгибающих моментов
и поперечных сил
Напряжения при изгибе.
Расчет на прочность
Определение перемещений
при изгибе
Напряженное состояние в
точке. Виды напряженных
состояний. Обобщенный
закон Гука
Теории прочности
Расчет валов при совместном
действии кручения и изгиба.
Сложное сопротивление
Расчет на устойчивость при
напряжениях, не
превышающих предел
пропорциональности
Расчет на устойчивость при
напряжениях, превышающих
предел пропорциональности
Сопротивление материалов
действию повторнопеременных напряжений,
Расчёты на усталость
Колебательные явления в
конструкциях. Напряжения и
деформации при ударе
Итого
В т.ч. в интерактивной
форме
2
2
-
4
4*
4
-
4
4
-
-
2
4*
2
2
-
2
2
2
2
-
2
2
2
-
2
4*
-
-
2
4*
-
-
2
40
20*
26
-
42
ПрактиОК-1,
ческие
, ОК-2,
индивиПК-13
дуальные
задания,
контрольные
работы
,тесты
Примечание: звездочкой отмечены виды и формы учебной работы, на которых
реализуются интерактивные формы обучения.
№
1
1.
2.
3.
Таблица 3. Технологическая карта самостоятельной работы студента
Темы дисциплины
Задания
Форма отчета
для самостоятельной работы
2
. Введение. Основные
понятия
Расчеты на прочность
и жесткость при
растяжении-сжатии
Опытное изучение
свойств материалов
3
Работа с источниками
1,2,3,4,5,6,7,8,
Работа с источниками 5,6,7,8,
Выдача домашней расчётнографической работы
Работа с источниками 5,6,7,8,
.
9
4
Трудоемко
сть
задания,
часы
5
4
2
4
Продолжение таблицы
1
2
4. Расчеты на прочность
и жесткость при
сдвиге и кручении
5. Геометрические
характеристики
плоских
сечений
6. Виды изгиба.
Построение эпюр
изгибающих
моментов и
поперечных сил
7 Напряжения при
изгибе. Расчет на
прочность
3
Работа с источниками 5,6,7,8,
Работа с источниками 5,6,7,8,
4
Опрос на
лекции по
темам 1-3
Контрольная
работа №1
Работа с источниками. 5,6,7,8,
Работа с источниками 5,6,7,8,
Защита домашней расчётнографической работы
5
4
2
4
Опрос на
лекции по
темам 4-6
4
Работа с источниками 5,6,7,8,
4
Напряженное
состояние в точке.
Виды напряженных
состояний.
Обобщенный закон
Гука
10 Теории прочности
Работа с источниками 5,6,7,8,
2
Работа с источниками
1,2,3,4,5,6,7,8,
2
11 Расчет валов при
совместном действии
кручения и изгиба.
Сложное
сопротивление
12 Расчет на
устойчивость при
напряжениях, не
превышающих предел
пропорциональности
13 Расчет
на
устойчивость
при
напряжениях,
превышающих предел
пропорциональности
14 Сопротивление
материалов действию
повторно-переменных
напряжений, Расчёты
на усталость
Работа с источниками
1,2,3,4,5,6,7,8,
8
Определение
перемещений при
изгибе
9
Опрос на
лекции по
темам 8-10
Контрольная
работа №2
Работа с источниками
1,2,3,4,5,6,7,8,
Работа с источниками
1,2,3,4,5,6,7,8,
Работа с источниками
1,2,3,4,5,6,7,8,
10
2
2
Промежуточно
е тестирование
2
2
Продолжение таблица
1
2
15 Колебательные
явления в
конструкциях.
Напряжения и
деформации при
ударе
3
Работа с источниками
1,2,3,4,5,6,7,8,
Подготовка к экзамену
4
Опрос на
лекции по
темам 11-14
5
2
Тестирование
по всему курсу
Экзамен
Итого
36
78
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основы функционирования систем сервиса
№
Основная литература
Иванов, Михаил Николаевич.
Детали машин : учeбник для втузов : рек. М-вом образования и науки РФ / М. Н.
1.
Иванов, В. А. Финогенов. - Москва : Высшая школа, 2006. - 408 с. : ил. - (Техника и
технологии) (Для высших учебных заведений). - ISBN 5-06-005679-1.
Советов, Вадим Михайлович.
Основы функционирования систем сервиса : учебное пособие для вузов по
2. специальности "Сервис" : рек. УМО вузов РФ / В. М. Советов, В. М. Артюшенко. Москва : Альфа-М : Инфра-М, 2010. - 624 с. : ил., табл. - (Сервис и туризм). - Библиогр.:
с. 619-620. - ISBN 978-5-98281-169-1 (Альфа-М). - ISBN 978-5-16-003705-9 (ИНФРА-М).
№
Дополнительная литература
Сопротивление материалов : лабораторный практикум : доп. М-вом образования РФ /
А. С. Вольмир, Ю. П. Григорьев, В. А. Марьин, А. И. Станкевич. - Москва : Дрофа,
3 2006. - 352 с. : ил. - (Высшее образование). - Библиогр.: с. 349. - Предм. указ.: с. 350352. - Доступна эл. версия. ЭБС "Университетская библиотека ONLINE". - ISBN 5-35801198-6.
Сопротивление материалов : лабораторный практикум : доп. М-вом образования РФ /
А. С. Вольмир, Ю. П. Григорьев, В. А. Марьин, А. И. Станкевич. - Москва : Дрофа,
4
2004. - 352 с. : ил. - (Высшее образование). - Библиогр.: с. 349. - Предм. указ.: с. 350352. - ISBN 5-358-01198-6.
Вольмир, Арнольд Сергеевич.
Сопротивление материалов : доп. М-вом образования РФ. - Москва : Дрофа, 2007. 5 591 с. : ил., табл. - (Высшее образование). - Библиогр.: с. 584. - Предм. указ.: с. 585-590. Доступна эл. версия. ЭБС "Университетская библиотека ONLINE". - Указ. имен: с. 591592. - ISBN 978-5-358-01283-7.
11
№
Электронные образовательные ресурсы
Сопротивление материалов : лабораторный практикум : доп. М-вом образования РФ /
А. С. Вольмир, Ю. П. Григорьев, В. А. Марьин, А. И. Станкевич. - Москва : Дрофа,
6 2006. - 352 с. : ил. - (Высшее образование). - Библиогр.: с. 349. - Предм. указ.: с. 350352. - Доступна эл. версия. ЭБС "Университетская библиотека ONLINE". - ISBN 5-35801198-6.
Вольмир, Арнольд Сергеевич.
Сопротивление материалов : доп. М-вом образования РФ. - Москва : Дрофа, 2007. 7 591 с. : ил., табл. - (Высшее образование). - Библиогр.: с. 584. - Предм. указ.: с. 585-590. Доступна эл. версия. ЭБС "Университетская библиотека ONLINE". - Указ. имен: с.
591-592. - ISBN 978-5-358-01283-7.
Кириллов, Александр Всеволодович.
Техническая механика [Электронный ресурс] : учебно-методический комплекс / А. В.
8
Кириллов ; Новосиб. гос. пед. ун-т. - Новосибирск : НГПУ, 2012. - Доступна эл. версия
в ЭБ НГПУ.
12