[ Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уральский государственный педагогический университет»
Институт физики и технологии
Кафедра технологии
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Прикладная механика»
для специальности «050502.65 – Технология и предпринимательство»
по циклу ДПП.Ф.01 – Дисциплины предметной подготовки Федеральный компонент Очная форма обучения Заочная форма обучения Курс – 2, 3 Курс – 2, 3 Семестр – 3, 4, 5, 6 Семестр – 3, 4, 5, 6 Объем в часах всего – 300 Объем в часах всего – в т.ч.: лекции – 78 в т.ч.: лекции – практические занятия –62 практические занятия – самостоятельная работа – 160 самостоятельная работа – Экзамен – 6 семестр Экзамен – 6 семестр Зачет – 3, 4 семестр Зачет – 5 семестр Контрольная работа - Екатеринбург Рабочая учебная программа по дисциплине «Прикладная механика»
ФГБОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет»
Екатеринбург, 2012. – 29 с.
Составитель: Чикова Ольга Анатольевна, доцент, доктор физико-математических наук, кафедра технологии (подпись) Рабочая учебная программа обсуждена на заседании кафедры технологии УрГПУ Протокол от 29.06.2012 г. № 11 Зав. кафедрой _О.А. Чикова Директор института физики и технологии П.В. Зуев
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
«Прикладная механика» является одной из дисциплин предметной подготовки Федерального компонента Государственного образовательного стандарта по специальности «050502 – Технология и предпринимательство». Дисциплина состоит из разделов: «Теоретическая механика», «Теория машин и механизмов», «Сопротивление материалов», «Гидравлика».Целью обучения студентов является формирование научнотехнического мировоззрения и творческой самостоятельности будущих учителей технологии, а также руководителей кружков и объединений технологического творчества.
Основными задачами изучения дисциплины являются:
1. Формирование широкого технического кругозора.
2. Успешное преподавание дисциплин образовательной области «Технология» в школе.
3. Установление межпредметных связей с другими дисциплинами.
4. Компетентности и творческий подход при решении задач технического направления.
5. Овладение студентами технической и технологической терминологией.
Взаимосвязь курса с другими дисциплинами Курс «Прикладная механика» обеспечивает базовую подготовку будущего учителя технологии и предпринимательства в области технологического образования, дает знания, умения и навыки для изучения курсов других дисциплин предметной подготовки: основ производства, машиноведения, основ творческо-конструкторской деятельности, графики.
Позволяет улучшить подготовку молодежи к труду, к обоснованному выбору профессии.
2. УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
2.1 Учебно-тематический план очной формы обучения Аудиторные занятия Всего СамостояНаименование трудоем- Лекци Практи- тельная п/п раздела, темы кость Всего и ческие работа Теоретическая механика 1 90 46 26 20 Введение. Содержание курса 1.1 10 2 2 - Кинематика точки и твердого тела.Сложное движение точки Динамика материальной точки и твердого тела Трение покоя и движения Теория машин и механизмов Введение. Структурный анализ механизмов Кинематическое исследование механизмов.
Силовой анализ механизмов Динамический анализ движения Сопротивление материалов Введение. Предмет и задачи курса.
3. Напряжение. Растяжение и сжатие.
Закон Гука. Механические испытания образцов Сдвиг. Закон Гука при сдвиге Кручение. Крутящий момент Прямой изгиб балки. Поперечная сила и изгибающий момент Геометрические характеристики плоских сечений Гипотезы прочности. Динамическая прочность элементов конструкций Устойчивость сжатых стержней Гидравлика Введение. Жидкость и ее свойства.
Идеальная жидкость Гидростатика Гидродинамика Основы расчета трубопроводов.
Явление кавитации. Гидравлический 2.2. Учебно-тематический план заочной формы обучения Теоретическая механика Теория машин и механизмов Сопротивление материалов
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Предмет, задачи и структура теоретической механики. Связь теоретической механики с другими изучаемыми дисциплинами. Значение теоретической механики в системе подготовки учителей технологии.Статика. Основные понятия и определения статики. Аксиомы статики.
Связи и реакции связей. Проекция силы на ось. Моменты силы относительно точки и оси. Теорема Вариньона для системы сходящихся сил. Система параллельных сил. Сложение параллельных сил. Условия равновесия системы параллельных сил в аналитической форме. Пара сил.
Свойства пары сил. Система произвольно направленных сил. Теорема о параллельном переносе силы. Приведение системы сил к заданной точке.
Уравнения равновесия системы произвольно направленных сил.
Кинематика точки и твердого тела. Основные понятия и определения кинематики. Три способа задания движения Скорость и ускорение точки при различных способах задания движения. Кинематика простейших видов движения твердого тела: поступательное движение, вращение вокруг неподвижной оси, плоскопараллельное движение, вращение вокруг неподвижной точки Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек тела при поступательном движении. Вращательное движение. Скорости и ускорения точек твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.
Сложное движение точки. Абсолютное и переносное движения, Теоремы сложения скоростей и ускорений. Кориолисово ускорение.
Плоскопараллельное движение тела. Разложение плоского движения на поступательное и вращательное. Распределение скоростей и ускорений между точками плоской фигуры. Теорема о проекциях скоростей.
Мгновенный центр ускорений и способы его построения.
Динамика точки и системы. Основные понятия и определения динамики. Две основные задачи динамики точки. Законы динамики.
Дифференциальные уравнения движения материальной точки. Общие теоремы динамики материальной точки: теорема об изменении количества движения точки, теорема о моменте изменении количества движения точки; теорема об изменении кинетической энергии. Движение несвободной материальной точки. Принцип Д*Аламбера для точки.
Динамика механической системы. Дифференциальные уравнения движения системы. Общие теоремы динамики системы. Теорема о движении центра масс системы. Кинетическая энергия системы. Теорема об изменении кинетической энергии системы. Принцип Д*Аламбера для системы Главный вектор к главный момент инерции.
Кинематика простейших видов движения твердого тела: вращение вокруг неподвижной оси, плоскопараллельное движение, вращение вокруг неподвижной точки. Момент инерции тела. Радиус инерции. Теорема Гюйгенса-Штейнера. Моменты инерции некоторых однородных тел.
Динамические реакции опор твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.
Понятие о трении скольжения. Двойственная природа трения Закон Кулона-Амонтона. Законы трения скольжения. Трение качения.
Коэффициент трения качения. Примеры равновесия тела с учетом силы трения скольжения.
Теория механизмов и машин; структура курса и его связь с трудовым обучением школьников. История развития ТММ.
Структурный анализ и синтез механизмов Современная машина.
Понятия звена, кинематической пары, кинематической цепи, механизма.
Графическое обозначение элементов кинетических схем. Виды механизмов. Классификация кинематических пар. Структурная формула пространственной кинематической цепи связи и лишние степени свободы.
Замена высших кинематических пар низшими. Классификация плоских механизмов по Ассуру, Виды двухповодковых групп.
Кинематические исследование механизмов его задачи. Аналитический:
и графический методы исследования. Построение. положений звеньев механизма Кинематическое исследование методом диаграмм. Годографы.
Определение скоростей и ускорений методом планов. Механические передачи. Манипуляторы.
Силовой анализ и синтез механизмов. Задачи динамики машин.
Классификация сил, действующих в машинах. Трение в машинах. Силы инерции. Реакции в кинематических парах. Уравновешивание машин.
Статическая и динамическая балансировка. Кинетостатестический расчет механизмов, Динамический анализ движения машин. Уравнение движения машин и его анализ. Коэффициент полезного действия машины, его значения при последовательном, параллельном и смешанном соединениях механизмов.
Неравномерность движения машины и величины, характеризующие ее.
Уменьшение периодических колебаний угловой скорости с помощью маховика.
Введение в сопротивление материалов. Значение курса в связи с экспериментальной программой "Технология" в школе. Связь сопротивления материалов с техническими и технологическими дисциплинами, трудовым и политехническим обучением. Краткие сведения по истории предмета. Роль русских и отечественных ученых.
Основные понятия и определения. Допущения и гипотезы, принимаемые в сопротивлении материалов. Внешние и внутренние силы. Напряжения и деформации. Метод сечений. Краткие сведения о методах экспериментального исследования деформированного состояния.
Растяжение и сжатие. Внутренние силы, напряжения и деформации, возникающие под воздействием осевых растягивающих и сжимающих сил.
Закон Гука. Прочность и жесткость при растяжении и сжатии.
Действующие напряжения, коэффициент запаса прочности.
Экспериментальное изучение растяжения. Характеристики материалов, получаемые при испытаниях со статическими нагрузками. Диаграммы растяжения пластичных и хрупких материалов. Модели упругопластичного материала. Влияние различных факторов на деформационнопрочностные характеристики материалов. Схема расчета при растяжении.и сжатии. Построение эпюр. Статически-неопределимые системы.
Понятие о теориях прочности.
Сдвиг. Понятие о сдвиге и срезе. Деформация чистого сдвига;
Абсолютный и относительный сдвиг Напряжения и деформации при сдвиге. Закон Гука при сдвиге. Условие прочности при сдвиге.
Кручение. Деформация кручения. Определение напряжений и деформаций при кручении стержней с круглым поперечным сечением.
Вычисление крутящих моментов и построение их эпюр. Расчеты на прочность и жесткость при кручении.
Изгиб. Понятие о деформации поперечного изгиба. Опоры и опорные реакцию поперечная сила и. изгибающий, момент. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Чистый изгиб. Расчет на прочность по нормальным напряжениям. Рациональные формы сечения балок. Балки равного сопротивления. Деформация при изгибе. Упругая линия. Определение перемещений для простейших случаев нагружений статически определимых балок. Расчет на жесткость при поперечном изгибе.
Геометрические характеристики плоских сечений. Моменты инерции плоских фигур. Статические моменты. Координаты центра тяжести площади фигуры. Осевые и полярные моменты инерции сечений.
Статические моменты инерции простейших фигур: прямоугольника, квадрата, круга, колец стандартных профилей.
Гипотезы прочности. Динамическая прочность элементов конструкций. Коэффициент запаса прочности. Понятие об усталостной прочности. Влияние различных факторов на усталостную прочность.
Прочность при динамических нагрузках Устойчивость сжатых стержней. Понятие об устойчивости и критической силе. Продольный изгиб. Расчеты сжатых стержней на устойчивость. Формула Эйлера для критической силы. Влияние способов закрепления концов стержня, на критическую силу. Критические напряжения пределы применимости формулы Эйлера. Рациональные фермы сжатых стержней.
Введение. История гидравлики, вклад отечественных ученых в становление этой науки. Основные свойства жидкостей. Понятие идеальной жидкости. Закон Ньютона для жидкостного трения.
Гидростатика, основные понятия и замены Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля. Давление и приборы для его измерения.
Сила давления жидкости на плоскую и цилиндрическую стенку. Закон Архимеда. Гидростатическая подъемная сила. Плавание тел.
Гидродинамика, основные понятия и закона. Основные характеристики движении жидкости. Расход, Средняя скорость. Уравнение постоянства расхода. Уравнение Бернулли. Напор. Гидравлические потери.
Формулы Дарси и Вейсбаха. Основы теории гидродинамического подобия.
Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса. Истечение жидкости через отверстия и насадки. Опорожнение сосудов. Формула Торричелли.
Основы расчета трубопроводов. Гидравлический расчет напорных трубопроводов. Кавитация. Гидравлический удар в трубах.
3.1 Перечень тем лекционных занятий для очной формы обучения Раздел 1. Теоретическая механика Лекция 1. Введение. Содержание курса.
Лекция 2. Статика.
Лекция 3. Кинематика точки и твердого тела. Сложное движение точки.
Лекция 4. Динамика материальной точки. Дифференциальные уравнения движения. Общие теоремы динамики точки. Динамика твердого тела.
Лекция 5. Трение покоя и движения.
Раздел 2. Теория машин и механизмов Лекция 1. Введение, Структурный анализ механизмов.
Лекция 2. Кинематическое исследование механизмов.
Лекция 3. Силовой анализ механизмов.
Лекция 4. Динамический анализ движения машин.
Раздел 3. Сопротивление материалов Лекция 1. Введение. Предмет и задачи курса. Метод сечений Лекция 2. Напряжение. Растяжение и сжатие. Закон Гука. Механические испытания образцов.
Лекция 3. Сдвиг. Закон Гаку при сдвиге.
Лекция 4. Кручение. Крутящий момент.
Лекция 5. Прямой изгиб балки. Поперечная сила и изгибающий момент.
Лекция 6. Геометрические характеристики плоских сечений.
Лекция 7. Гипотезы прочности. Динамическая прочность элементов конструкций.
Лекция 8. Устойчивость сжатых стержней.
Раздел 4. Гидравлика Лекция 1. Введение. Жидкость и ее свойства. Идеальная жидкость.
Лекция 2. Гидростатика.
Лекция 3. Гидродинамика.
Лекция 4. Основы расчета трубопроводов. Явление кавитации.
Гидравлический удар.
3.2. Перечень тем практических занятий для очной формы обучения Раздел 1. Теоретическая механика Занятие 1. Статика.
Занятие 2. Кинематика точки и твердого тела. Сложное движение точки.
Занятие 3. Динамика материальной точки. Дифференциальные уравнения движения. Общие теоремы динамики точки. Динамика твердого тела.
Занятие 4. Трение покоя и движения.
Раздел 2. Теория машин и механизмов Занятие 1. Введение, Структурный анализ механизмов.
Занятие 2. Кинематическое исследование механизмов.
Занятие 3. Силовой анализ механизмов.
Раздел 3. Сопротивление материалов Занятие 1. Напряжение. Растяжение и сжатие. Закон Гука. Механические испытания образцов.
Занятие 2. Сдвиг. Закон Гука при сдвиге.
Занятие 3. Кручение. Крутящий момент Занятие 4. Прямой изгиб балки. Поперечная сила и изгибающий момент.
Занятие 5. Гипотезы прочности. Динамическая прочность элементов конструкций.
Занятие 6. Устойчивость сжатых стержней.
Раздел 4. Гидравлика Занятие 1. Гидростатика.
Занятие 2. Гидродинамика.
3.3.Перечень тем лекционных занятий для заочной формы обучения Лекция 1. Теоретическая механика.
Лекция 2. Теория машин и механизмов.
Лекция 3. Сопротивление материалов.
Лекция 4. Гидравлика.
3.4. Перечень тем практических занятий для заочной формы обучения Занятие 1. Теоретическая механика.
Занятие 2. Теория машин и механизмов.
Занятие 3. Сопротивление материалов.
Занятие 4. Гидравлика.
3.5. Вопросы для контроля и самоконтроля 1. Предмет и задачи прикладной механики.
2. Аксиомы статики.
3. Связи и реакции связей.
4. Проекция силы на ось.
5. Моменты силы относительно точки и оси.
6. Теорема Вариньона для системы сходящихся сил.
7. Случаи сложения параллельных сил в плоскости и в пространстве.
8. Условия равновесия системы параллельных сил.
9. Пара сил. Свойства пары сил 10.Система произвольно направленных сил. Теорема о параллельном переносе силы.
11. Приведение системы сил к заданному центру.
12. Уравнения равновесия системы произвольно направленных сил.
13. Понятие о трении скольжения. Закон Кулона-Амонтона. Законы трения скольжения.
14. Трение качения. Коэффициент трения качения.
15. Примеры равновесия тела с учетом силы трения скольжения.
16. Основные понятия и определения кинематики. Три способа задания движения.
17. Скорость и ускорение точки при различных способах задания движения.
18. Простейшие виды движения твердого тела.
19. Траектория, скорость и ускорение точек тела при поступательном движении.
20. Вращательное движение. Скорости и ускорения точек твердого тeлa, вращающегося вокруг неподвижной оси.
21. Сложное движение точки. Абсолютное и переносное движения. Законы сложения скоростей и ускорений.
22. Кориолисово ускорение.
23. Плоскопараллельное движение тела Разложение плоского движения на поступательное и вращательное.
24. Теорема о проекциях скоростей. Мгновенный центр ускорений и способы его построения.
25. Основные понятия и определения динамики.
26. Законы динамики.
27. Дифференциальные уравнения движения материальной точки.
28. Две основные задачи динамики точки.
29. Общие теоремы динамики материальной точки. Теорема об изменении количества движения точки. Теорема о моменте изменении количества движения точки.
30. Работа и мощность силы.
31. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки.
32. Движение несвободной материальной точки. Принцип Д*Аламбера для точки.
33. Динамика механической системы. Дифференциальные уравнения движения системы.
34. Общие теоремы динамики системы. Теорема о движении центра масс системы.
35. Момент инерции тела. Радиус инерции. Теорема Гюйгенса-Штейнера.
Моменты инерции некоторых однородных тел.
36. Кинетическая энергия системы. Теорема об изменении кинетической энергии системы.
37. Принцип Д*Аламбера для системы Главный вектор и главный момент инерции.
38. Динамические реакции опор твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.
39. Предмет теории механизмов и машин; ее связь с трудовым и политехническим обучением школьников.
40. Современная машина. Понятия звена, кинематической пары, кинематической цепи, механизма.
41. Графическое обозначение элементов кинематических схем.
42. Виды механизмов.
43. Классификация кинематических пар.
44. Структурная формула пространственной кинематической цепи связи и лишние степени свободы.
45. Классификация плоских механизмов по Ассуру.
46. Структурный анализ механизмов.
47. Структурный синтез механизмов.
48. Задачи кинематического исследования механизмов.
49. Аналитический и графический методы исследования.
50. Построение положений звеньев механизма.
51. Кинематическое исследование методом диаграмм. Годографы.
52. Определение скоростей и ускорений методом планов.
53. Задачи синтеза механизмов.
54. Движение кривошипа в плоском шарнирном механизме 55. Кулисный механизм.
56. Шарнирный четырехзвенник.
57. Предмет и задачи динамики машин.
58. Кинетостатика. Уравнения кинетостатики.
59. Динамический анализ механизмов 60. Классификация сил, действующих в машинах 61. Трение в машинах. Жидкостное трение.
62. Силы инерции.
63. Кинетостатический расчет механизмов, реакции в кинематических парах, определение реакции.
64. Уравновешивание машин. Статическая и динамическая балансировка 65. Уравнение движения машин и его анализ.
66.. Уравнение энергетического баланса машины.
67. Коэффициент полезного действия машины, его значения при последовательном, параллельном и смешанном соединениях механизмов.
68. Динамический анализ механизма.
69. Неравномерность движения машины и величины, характеризующие ее.
Уменьшение периодических колебаний угловой скорости с помощью маховика.
70. Предмет и задачи сопротивления материалов 71. Связь сопротивления материалов с техническими и технологическими дисциплинами, трудовым и политехническим обучением.
72. Основные понятия и определения. Допущения и гипотезы, принимаемые в сопротивлении материалов.
73. Метод сечений 74. Внутренние силовые факторы 75. Внешние и внутренние силы. Напряжения и деформации.
76. Алгоритм построения эпюр сил и напряжений.
77. Краткие сведения о методах экспериментального исследования деформированного состояния.
78. Внутренние силы, напряжения и деформации, возникающие под воздействием осевых растягивающих и сжимающих сил. Закон Гука.
79. Прочность и жесткость при растяжении и сжатии. Действующие допускающие напряжения, коэффициент запаса прочности.
80. Экспериментальное изучение растяжения. Характеристика материалов, получаемых при испытаниях со статическими нагрузками.
81. Диаграммы растяжения пластичных и хрупких материалов.
82. Влияние различных факторов на деформационно-прочностные характеристики материалов.
83. Схема расчета при растяжении и сжатии. Построение эпюр.
84. Статически-неопределимые системы.
85. Понятие о теориях прочности. Гипотезы прочности.
86. Понятие о сдвиге и срезе. Деформация чистого сдвига.
87. Абсолютный и относительный сдвиг.
88. Напряжения и деформации при сдвиге. Закон Гука при сдвиге.
89. Условие прочности при сдвиге.
90. Деформация кручения.
91. Моменты инерции плоских фигур. Статические моменты.
92. Координаты центра тяжести площади фигуры.
93. Статические моменты инерции простейших фигур: прямоугольника, квадрата, круга, полых стандартных профилей.
94. Понятие о деформации поперечного изгиба. Опоры и опорные реакции, поперечная сила и изгибающий момент.
95. Чистый изгиб. Нормальные и касательные напряжения при поперечном изгибе.
96. Расчет на прочность по нормальным напряжениям. Рациональные формы сечения балок.
97. Деформация изгиба.
98. Общий метод определения напряжений и деформаций.
99. Понятие о внецентренном растяжении и сжатии, ядре сечения.
100. Понятие об устойчивости и критической силе. Продольный изгиб.
101. Формула Эйлера для критической силы. Влияние способов закрепления концов стержня на критическую силу.
102. Критические напряжения, пределы применимости формулы Эйлера.
103. Понятие об усталостной прочности. Влияние различных факторов на усталостную прочность.
104. Прочность при динамических нагрузках.
105.Современные направления развития методов сопротивления материалов для расчета конструкций.
106. Определение идеальной жидкости. Свойства жидкостей.
107. Основное уравнение гидростатики.
108. Закон Паскаля.
109.Давление и приборы для его измерения.
110. Сила давления жидкости на плоскую стенку.
111. Закон Архимеда. Плавание тел.
112. Основные характеристики движения жидкости.
113. Уравнение неразрывности.
114. Уравнение Бернулли.
115. Режимы движения жидкости.
116. Потери напора, формулы Дарси и Вейсбаха.
117. Кавитация.
118. Гидравлический удар в трубах.
119. Истечение жидкости через отверстия и насадки.
120. Формула Торичелли.
4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА И ОРГАНИЗАЦИЯ
КОНТРОЛЬНО-ОЦЕНОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
4.1.Темы, вынесенные на самостоятельное изучение для - Теорема Вариньона для системы сходящихся сил.- Кориолисово ускорение.
- Разложение плоского движения на поступательное и вращательное.
- Теорема о проекциях скоростей. Мгновенный центр ускорений и способы его построения.
- Движение несвободной материальной точки. Принцип Д`Аламбера для точки.
- Динамические реакции опор твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.
- Структурная формула пространственной кинематической цепи связи и лишние степени свободы.
- Структурный синтез механизмов. Задачи синтеза механизмов.
- Кинематическое исследование методом диаграмм. Годографы.
- Определение скоростей и ускорений методом планов.
- Движение кривошипа в плоском шарнирном механизме - Кулисный механизм.
- Шарнирный четырехзвенник.
- Уравнение движения машин и его анализ.
- Уравнение энергетического баланса машины.
- Трение в машинах. Жидкостное трение.
- Краткие сведения о методах экспериментального исследования деформированного состояния.
- Понятие об усталостной прочности. Влияние различных факторов на усталостную прочность.
- Прочность при динамических нагрузках.
- Современные направления развития методов сопротивления материалов для расчета конструкций.
- Понятие о внецентренном растяжении и сжатии, ядре сечения.
4.2.Темы, вынесенные на самостоятельное изучение для - Теорема Вариньона для системы сходящихся сил.
- Кориолисово ускорение.
- Разложение плоского движения на поступательное и вращательное.
- Уравнения равновесия системы произвольно направленных сил - Понятие о трении скольжения. Закон Кулона-Амонтона. Законы трения скольжения.
- Трение качения. Коэффициент трения качения.
- Примеры равновесия тела с учетом силы трения скольжения.
- Простейшие виды движения твердого тела.
- Плоскопараллельное движение тела Разложение плоского движения на поступательное и вращательное.
- Теорема о проекциях скоростей. Мгновенный центр ускорений и способы его построения.
- Вращательное движение. Скорости и ускорения точек твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.
- Сложное движение точки. Абсолютное и переносное движения. Законы сложения скоростей и ускорений.
- Общие теоремы динамики материальной точки. Теорема об изменении количества движения точки. Теорема о моменте изменении количества движения точки.
- Работа и мощность силы.
- Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки.
- Динамика механической системы. Дифференциальные уравнения движения системы.
- Общие теоремы динамики системы. Теорема о движении центра масс системы.
- Момент инерции тела. Радиус инерции. Теорема Гюйгенса-Штейнера.
Моменты инерции некоторых однородных тел.
- Кинетическая энергия системы. Теорема об изменении кинетической энергии системы.
- Динамические реакции опор твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.
- Движение несвободной материальной точки. Принцип Д`Аламбера для точки.
- Структурная формула пространственной кинематической цепи связи и лишние степени свободы.
- Классификация плоских механизмов по Ассуру.
- Структурный синтез механизмов.
- Кинематическое исследование методом диаграмм. Годографы.
- Определение скоростей и ускорений методом планов.
- Задачи синтеза механизмов.
- Движение кривошипа в плоском шарнирном механизме.
-. Кулисный механизм.
- Динамический анализ механизмов.
- Классификация сил, действующих в машинах.
- Трение в машинах. Жидкостное трение.
- Силы инерции.
- Кинетостатический расчет механизмов, реакции в кинематических парах, определение реакции.
- Уравновешивание машин. Статическая и динамическая балансировка.
- Уравнение движения машин и его анализ.
- Уравнение энергетического баланса машины.
- Неравномерность движения машины и величины, характеризующие ее.
Уменьшение периодических колебаний угловой скорости с помощью маховика.
- Коэффициент полезного действия машины, его значения при последовательном, параллельном и смешанном соединениях механизмов.
- Краткие сведения о методах экспериментального исследования деформированного состояния.
- Понятие о внецентренном растяжении и сжатии, ядре сечения.
- Статически-неопределимые системы.
- Моменты инерции плоских фигур. Статические моменты.
- Координаты центра тяжести площади фигуры.
- Статические моменты инерции простейших фигур: прямоугольника, квадрата, круга, полых стандартных профилей.
- Понятие об устойчивости и критической силе. Продольный изгиб.
- Формула Эйлера для критической силы. Влияние способов закрепления концов стержня на критическую силу.
- Критические напряжения, пределы применимости формулы Эйлера.
- Понятие об усталостной прочности. Влияние различных факторов на усталостную прочность.
- Прочность при динамических нагрузках.
- Современные направления развития методов сопротивления материалов для расчета конструкций.
- Сила давления жидкости на плоскую стенку.
- Закон Архимеда. Плавание тел.
- Основные характеристики движения жидкости.
- Режимы движения жидкости.
- Потери напора, формулы Дарси и Вейсбаха.
- Кавитация.
- Гидравлический удар в трубах.
- Истечение жидкости через отверстия и насадки.
- Формула Торичелли.
4.3. Билеты к экзамену по курсу « Прикладная механика»
1. Кинематика материальной точки.
2. Гидростатическое давление. Основное уравнение гидростатики.
Измерение давления.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Сложное движение материальной точки. Скорость и ускорение при сложном движении.
2. Деформация сдвига. Закон Гука при сдвиге.
3. Задача из раздела «Гидравлика»
1. Кручение. Крутящий момент. Эпюр крутящих моментов.
2. Динамика вращения твердого тела вокруг неподвижной оси.
Дифференциальные уравнения движения.
3. Задача из раздела «Сопротивление материалов»
1. Кинематика вращения твердого тела вокруг неподвижной оси. Закон движения.
4. Механические испытания образцов. Диаграмма растяжения.
5. Задача из раздела «Сопротивление материалов»
1. Равнодействующая параллельных сил. Пара сил. Центр тяжести твердого тела, методы его определения.
2. Жидкость и ее свойства. Идеальная жидкость.
3. Задача из раздела «Сопротивление материалов»
1. Закон Архимеда. Гидростатическая подъемная сила.
2. Произвольная плоская система сил. Главный вектор и главный момент. Теорема Пуансо. Условия равновесия.
3. Задача из раздела «Сопротивление материалов»
1. Плоская система сходящихся сил. Главный вектор и главный момент. Условия равновесия.
2. Трение скольжения, покоя, качения. Законы трения.
4. Задача из раздела «Гидравлика»
1. Давление жидкости на плоскую и цилиндрическую стенку сосуда.
Трение скольжения, покоя, качения. Законы трения.
2. Прямой изгиб балки. Опорные реакции. Эпюр поперечной силы и изгибающего момента.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Кинематика плоскопараллельного движения. Уравнения движения.
2. Механическая система твердых тел. Звенья, кинематические пары, кинематические цепи, их классификация.
3. Задача из раздела «Гидравлика»
1. Динамика плоскопараллельного движения. Уравнения движения.
2. Структурный анализ и синтез механизмов(основные задачи и алгоритм).
3. Задача из раздела «Гидравлика»
1. Динамика движения вокруг неподвижной точки. Дифференциальные уравнения равнения движения.
2. Кинематический анализ и синтез механизмов(основные задачи и алгоритм). Скорости и ускорения точек звеньев.
3. Задача из раздела «Сопротивление материалов»
1. Кинематика движения вокруг неподвижной точки. Углы Эйлера.
Уравнения движения.
2. Уравнение Бернулли для идеальной и неидеальной жидкости. Напор.
Гидравлические потери.
3. Задача из раздела «Сопротивление материалов»
1. Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса.
2. Предмет и задачи статики. Аксиомы статики. Способы сложения 3. Задача из раздела «Сопротивление материалов»
1. Метод сечений. Внутренние силовые факторы. Условия равновесия.
2. Движение механизма под действием сил. Кинетостатический расчет.
Задача из раздела «Гидравлика»
1. Геометрические характеристика сечений. Расчет положения центра тяжести.
2. Деформация растяжения-сжатия. Механическое напряжение. Закон Гука. Построение эпюр продольной силы и напряжения.
3. Задача из раздела «Гидравлика»
1. Связи, силы реакции связей.
2. Общие теоремы динамики материальной точки, их применение в решении задач.
3. Задача из раздела «Гидравлика»
1. Истечение жидкости через отверстия и насадки. Формула Торричелли.
2. Динамика материальной точки, дифференциальные уравнения движения.
3. Задача из раздела «Гидравлика»
1. Анализ движения. Уравновешивание масс звеньев.
2. Коэффициент прочности. Гипотезы прочности.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Устойчивость сжатых стержней. Формула Эйлера.
Дифференциальные уравнения движения.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Расход. Уравнение постоянства расхода.
Дифференциальные уравнения движения.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Основы расчета трубопроводов. Явление кавитации. Гидравлический удар в трубопроводах.
2. Задачи и алгоритм силового анализа механизмов.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Основные элементы гидропривода, их характеристики и классификация.
2. Коэффициент прочности. Гипотезы прочности.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Гидронасосы, их характеристика и классификация.
2. Условия равновесия твердых тел. Сосредоточенные и распределенные нагружения.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Гидроэлектростанции, их характеристика и классификация.
2. Предмет и задачи гидростатики. Формула Эйлера. Закон Паскаля.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Кинематический анализ и синтез. Скорости и ускорения точек звеньев.
2. Предмет и задачи гидродинамики. Формула Бернулли.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
1. Решение задачи кинематического анализа механизмов методом проецирования замкнутых векторных контуров.
2. Предмет и задачи кинематики жидкости. Характеристики движения жидкости.
3. Задача из раздела «Теоретическая механика»
4.4. Вопросы зачета (3 семестр) 1. Предмет и задачи прикладной механики.
2. Аксиомы статики.
3. Связи и реакции связей.
4. Проекция силы на ось.
5. Моменты силы относительно точки и оси.
6. Теорема Вариньона для системы сходящихся сил.
7. Случаи сложения параллельных сил в плоскости и в пространстве.
8. Условия равновесия системы параллельных сил.
9. Пара сил. Свойства пары сил.
10. Система произвольно направленных сил. Теорема о параллельном переносе силы.
11. Приведение системы сил к заданному центру.
12. Уравнения равновесия системы произвольно направленных сил.
13. Понятие о трении скольжения. Закон Кулона-Амонтона. Законы трения скольжения.
14. Трение качения. Коэффициент трения качения.
15. Примеры равновесия тела с учетом силы трения скольжения.
16. Основные понятия и определения кинематики. Три способа задания движения.
17. Скорость и ускорение точки при различных способах задания движения.
18. Простейшие виды движения твердого тела.
19. Траектория, скорость и ускорение точек тела при поступательном движении.
20. Вращательное движение. Скорости и ускорения точек твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.
21. Сложное движение точки. Абсолютное и переносное движения.
Законы сложения скоростей и ускорений.
22. Кориолисово ускорение.
23. Плоскопараллельное движение тела Разложение плоского движения на поступательное и вращательное.
24. Теорема о проекциях скоростей. Мгновенный центр ускорений и способы его построения.
25. Основные понятия и определения динамики.
26. Законы динамики.
27. Дифференциальные уравнения движения материальной точки.
28. Две основные задачи динамики точки.
29. Общие теоремы динамики материальной точки. Теорема об изменении количества движения точки. Теорема о моменте изменении количества движения точки.
30. Работа и мощность силы.
31. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки.
32. Движение несвободной материальной точки. Принцип Д*Аламбера для точки.
33. Динамика механической системы. Дифференциальные уравнения движения системы.
34. Общие теоремы динамики системы. Теорема о движении центра масс системы.
35. Момент инерции тела. Радиус инерции. Теорема ГюйгенсаШтейнера. Моменты инерции некоторых однородных тел.
36. Кинетическая энергия системы. Теорема об изменении кинетической энергии системы.
37. Принцип Д`Аламбера для системы. Главный вектор и главный момент инерции.
4.5. Вопросы зачета (4 семестр) 1. Предмет теории механизмов и машин, ее связь с трудовым и политехническим обучением школьников.
2. Современная машина. Понятие механизма. Классификация механизмов.
3. Понятия звена, кинематической пары, кинематической цепи механизма.
4. Графическое обозначение элементов кинематических схем.
5. Виды механизмов.
6. Классификация кинематических пар.
7. Структурная формула пространственной кинематической цепи связи и лишние степени свободы.
8. Классификация плоских механизмов по Ассуру.
9. Структурный анализ механизмов.
10. Структурный синтез механизмов.
11. Задачи кинематического исследования механизмов.
12. Аналитический и графический методы исследования.
13. Построение положений звеньев механизма.
14. Кинематическое исследование методом диаграмм. Годографы.
15. Определение скоростей и ускорений методом планов.
16. Задачи синтеза механизмов.
17. Движение кривошипа в плоском шарнирном механизме.
18. Кулисный механизм.
19. Шарнирный четырехзвенник.
20. Предмет и задачи динамики машин.
21. Кинетостатика. Уравнения кинетостатики.
22. Динамический анализ механизмов.
23. Классификация сил, действующих в машинах.
24. Трение в машинах. Жидкостное трение.
25. Силы инерции.
26. Кинетостатический расчет механизмов, реакции в кинематических парах, определение реакции.
27. Уравновешивание машин. Статическая и динамическая балансировка.
28. Уравнение движения машин и его анализ.
29. Уравнение энергетического баланса машины.
30. Коэффициент полезного действия машины, его значения при последовательном, параллельном и смешанном соединениях механизмов.
31. Динамический анализ механизма.
32. Неравномерность движения машины и величины, характеризующие ее.
33.Уменьшение периодических колебаний угловой скорости с помощью маховика.
5. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Студент, изучивший дисциплину должен знать:основные теоретические положения;
техническую терминологию, основные теоретические положения;
методологию решения задач;
значение и роль дисциплины в общетехнической подготовке студентов.
Студент, изучивший дисциплину должен уметь:
пользоваться справочными материалами и ориентироваться в научнотехнической литературе;
пользоваться современными электронными средствами информатизации.
Студент, изучивший дисциплину должен владеть навыками:
решения простых, часто встречающихся теоретических и практических задач, уметь использовать их при преподавании дисциплин образовательной области «Технология» в школе;
самостоятельной работы с научно-технической и методической литературой;
использования полученных знаний для проведения практических и лабораторных занятий в школе, кружках и объединениях технического творчества;
пользоваться компьютерной техникой и другими средствами связи и информации включая телекоммуникационные сети.
6.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Бутенин Н.В. Курс теоретической механики: Уч. пособие для вузов в 2т. / Н.В. Бутенин, Я.П. Лунц, Д.Р. Меркин – СПб.: Лань, 2004. – с.(25 экз.) 2. Мещерский И.В. Задачи по теоретической механике: Уч. пособие для студентов вузов по технич. спец/ И.В. Мещерский. Под ред. В.А.Пальмова, Д.Р. Меркина. – СПб.: Лань, 2005. – 448 с. Рекомендовано М-вом образования. (14 экз.) 3. Калекин А. А. Гидравлика и гидравлические машины: учеб. пособие для студентов вузов по спец. технол. образования 050502 "Технология и предпринимательство", 050501 "Проф. обучение" / А. А. Калекин - М.
: Мир, 2005.- 512 с. (11 экз.) 4. Костин Н.А., Иванов С.В. Детали машин: Курс лекций. – Курск: Изд-во Курск.Гос.Ун-та, 2003.-с. [Электронный ресурс] 5. Потапов В.М., Крашенинников В.В., Лукина И.Н., Миронов Е.Н.
Введение в прикладную механику: Учебное пособие. – Новосибирск:
Изд. НГПУ, 2003. – 180 с. [Электронный ресурс] 6. Едунов В. В., Едунов А. В. Механика : учеб. пособие для студентов вузов по немашиностр. направлениям и спец. / В. В. Едунов, А. В.
Едунов - М. : Академия, 2010.- 352 с. (25 экз.) 1. Прикладная механика: учебник для вузов. / В.В. Джамай, Ю.Н.Дроздов, Е.А.Самойлов и др.; под ред. В.В. Джамая – М.: Дрофа, 2004. – 414 с. [2]с.: ил. Допущено М-вом образования РФ.
[Электронный ресурс] 2. Калекин А. А. Гидравлические и пневматические приводы сельскохозяйственных машин: учеб.пособие для студентов вузов по направлению 050500 "Технол. образование" / А. А. Калекин - М. : Мир, 2006.- 512 с. (25 экз.) 3. Тимошенко С.П., Гере Дж. Механика материалов: Учебник для вузов.
2-е изд., стер. - СПб.: Издательство «Лань», 2002. – 672 с. – (Учебник для вузов. Специальная литература). [Электронный ресурс] 4. Белоконев И. М., Балан С. А., Белоконев К. И. Теория механизмов и машин: Конспект лекций : Учеб.пособие для студентов вузов / И.М.Белоконев, С.А.Балан, К.И.Белоконев - М. : Дрофа, 2004.- 172с.
6.2. Информационное обеспечение дисциплины СДО УрГПУ – distant.uspu.ru 7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
И ДИДАКТИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Карточки раздаточного материала с заданиями для выполнения практических занятий.2. Технические средства обучения (компьютерная техника, измерительные приборы, лабораторные стенды, видеопроектор) 3. Мультимедиа материалы для проведения учебных занятий.
4. Программные средства TMM 2, ELCUT, COMSOL FEMLAB, COMGA, MATCAD
8. СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ ПРОГРАММЫ
Чикова Ольга Анатольевна доктор физико-математических наук доцент профессор кафедры технологииРАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Прикладная механика»для специальности «050502.65 – Технология и предпринимательство»
по циклу ДПП.Ф.01 – Дисциплины предметной подготовки Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л..
Уральский государственный педагогический университет.
620017 Екатеринбург, пр. Космонавтов,
«