Настоящий учебный курс сопротивления материалов разработан для студентов очной и заочной формы образования, изучающих сопротивление материалов в объёмах, предусмотренными Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования второго поколения (квалификация - инженер).

Содержание дисциплины: введение и основные понятия; метод сечений для определения внутренних усилий; эпюры внутренних усилий при растяжении-сжатии и кручении; эпюры внутренних усилий при прямом изгибе понятие о напряжениях и деформациях; свойства тензора напряжений. главные напряжения; плоское напряженное состояние; упругость и пластичность; закон Гука; механические характеристики конструкционных материалов; влияние различных факторов на механические характеристики материалов; виды испытаний материалов; объекты испытаний; требования к образцам и их классификация; задачи обеспечения прочности, ресурса и функционирования машин на основе экспериментальных исследований; объекты экспериментальных исследований; требования к образцам, и их классификация; структура испытательных комплексов; методы испытания на прочность и сопротивление усталости машин и элементов; узлы испытательных машин; машины для статических испытаний; машины для испытаний на усталость; программы статических и усталостных испытаний; техника статических и усталостных испытаний; испытание на растяжение-сжатие; диаграммы испытаний; стенды для испытания натурных конструкций; тензометрические методы измерения деформаций; методы и средства измерения деформаций; методы электротензоизмерений; поляризационно-оптический метод исследования напряжений; метод двумерной (плоской) фотоупругости; голографическая интерферометрия; оптико-геометрические методы измерения деформаций и перемещений; метод делительных сеток; нанесение сеток, растров и фигур на образцы, детали и экраны; зеркально-оптический метод; метод муаровых полос; метод хрупких тензочувствительных покрытий; методы неразрушающего контроля; основные понятия теории надежности конструкций; прочность и перемещения при центральном растяжении или сжатии; расчет статически неопределимых систем по допускаемым нагрузкам; учет собственного веса при растяжении и сжатии; расчет гибких нитей; геометрические характеристики плоских сечений; моменты инерции относительно параллельных осей; главные оси инерции и главные моменты инерции; прямой чистый изгиб стержня; прямой поперечный изгиб стержня; составные балки и перемещения при изгибе; напряжения и деформации при кручении стержней кругового поперечного сечения; практические примеры расчета на сдвиг, заклепочные соединения; расчет заклепок на смятие и листов на разрыв; расчет сварных соединений; косой изгиб призматического стержня; совместное действие изгиба и растяжения или сжатия; ядро сечения при внецентренном сжатии; совместные действия изгиба и кручения призматического стержня; расчет балок переменного сечения; расчет балки на упругом основании; энергетические методы расчета деформаций; теорема Кастильяно; теоремы о взаимности работ и Максвелла — Мора; расчет статически неопределимых балок; способ сравнения деформаций; применение вариационных методов; расчет статически определимых стержневых систем; построение эпюр в плоскопространственных системах; расчет статически неопределимых стержневых систем; метод сил; расчет тонкостенных сосудов и резервуаров; устойчивость сжатых стержней, формула Эйлера; анализ формулы Эйлера; пределы применимости формулы Эйлера; прочность при циклически изменяющихся напряжениях; диаграмма усталостной прочности; расчет коэффициентов запаса усталостной прочности; основы вибропрочности конструкций; расчет динамического коэффициента при ударной нагрузке; оценка прочности при ударной нагрузке, Внешние силы. Деформация. Прочность. Жесткость. Устойчивость. Нагрузки. Сосредоточенные нагрузки. Характеристика сосредоточен-ной нагрузки. Распределенные нагрузки. Виды распределенных нагрузок. Характеристики распределенных нагрузок. Статические нагрузки. Динамические нагрузки. Внутренние силы. Дополнительные внутренние силы (усилия). Метод сечений. Продольная сила. Поперечная сила. Крутящий момент. Изгибающий момент. Понятие о напряжениях. Напряженное состояние в точке. Нормальное напряжение. Касательное напряжение. Напряженное состояние тела. Главные площадки. Главные напряжения. Линейное (одноосное) напряженное состояние. Плоское (двухосное) напряженное состояние. Объемное (трехосное) напряженное состояние. Конструктивные элементы механизмов и машин. Брус. Оболочка. Пластина. Основные гипотезы и допущения. Гипотеза о сплошном строении тела. Гипотеза об идеальной упругости материала. Гипотеза об однородности материала. Гипотеза об изотропности материала. Гипотеза плоских сечений. Допущение о малости деформаций. Допущение о линейной зависимости между деформациями и нагрузками. Принцип независимости действия сил (принцип суперпозиции). Принцип Сен-Венана. Деформация растяжения. Абсолютное удлинение. Относительное удлинение. Деформация сжатия. Абсолютное укорочение. Относительное укорочение. Относительная поперечная деформация. Коэффициент Пуассона. Закон Гука для пластичных материалов. Модуль продольной упругости (модуль упругости первого рода). Область действия закона Гука. Механические характеристики и свойства материалов. Основные механические характеристики: предельные напряжения, твердость, ударная вязкость. Пластичные конструкционные материалы. Хрупкие конструкционные материалы. Малопластичные конструкционные материалы. Испытания на растяжение. Условная диаграмма растяжений пластичных материалов. Предел пропорциональности. Предел упругости. Предел текучести. Предел прочности (временное сопротивление). Условная диаграмма растяжения хрупких материалов. Явление наклепа. Испытание на сжатие. Условные диаграммы сжатия пластичных и хрупких материалов. Твердость. Определение твердости по Бринелю. Материалы, твердость которых определяется по Бринелю. Определение твердости по Роквеллу. Материалы, твердость которых определяется по Роквеллу. Связь между твердостью и временным сопротивлением. Ударная вязкость. Определение ударной вязкости. Допускаемые напряжения и запасы прочности. Допускаемое напряжение. Предельное напряжение. Коэффициент запаса прочности (коэффициент безопасности). Связь между допускаемым и предельным напряжениями. Расчеты на прочность при растяжении (сжатии). Уравнение прочности. Проверочный расчет на прочность при растяжении (сжатии). Проектные расчеты на прочность при растяжении (сжатии). Предельная деформация. Условие жесткости. Расчеты на жесткость при растяжении (сжатии). Статически определимые системы. Определение внутренних сил и напряжений в статически определимых системах. Статически неопределимые системы. Общий метод решения статически неопределимых систем. Напряженное состояние при растяжении (сжатии). Напряжения на гранях бесконечно малого элемента. Свойства линейного напряженного состоя-ния: сумма нормальных напряжений, действующих по двум взаимно перпендикулярным площадкам; закон парности касательных напряжений; сечение, в котором касательные напряжения максимальны. Общие понятия. Изгиб. Балка. Чистый изгиб. Поперечный изгиб. Силовая плоскость. Простой (плоский) изгиб. Признаки чистого изгиба. Нейтральный слой. Нейтральная ось. Силовая линия. Деформация волокон. Типы опор. Шарнирно-подвижная опора. Реакция в шарнирно-подвижной опоре. Шарнирно-неподвижная опора. Реакция в шарнирно-неподвижной опоре. Жесткая заделка (защемление). Реакция в жесткой заделке. Возможные варианты крепления балки при условии, что система является статически определимой. Однопролетная (простая) балка. Консольная балка (консоль). Метод определения опорных реакций в случае, когда система статически определима. Внутренние силовые факторы, возникающие в поперечном сечении балки при ее изгибе: изгибающий момент и поперечная сила. Методика определения поперечной силы. Правило знаков при определении величины поперечной силы. Эпюра поперечных сил. Методика построения эпюры попе-речных сил. Методика определения изгибающего момента. Правило знаков при определении величины изгибающего момента. Методика построения эпюры изгибающих моментов. Геометрические характеристики плоских сечений. Статические моменты площади. Центральные оси. Моменты инерции плоских сечений: осевые, полярные и центробежные. Единица измерения плоских моментов инерции. Свойства моментов инерции. Главные оси инерции. Главные центральные оси инерции. Главные моменты инерции. Моменты инерции простейших наиболее распространенных плоских сечений: прямоугольника, круга и кругового кольца. Моменты сопротивления: осевые и полярные. Осевые моменты сопротивления простейших наиболее распространенных плоских сечений: прямоугольника, круга и кругового кольца. Полярные моменты сопротивления при изгибе для круга и кругового кольца. Напряжения при изгибе. Расчеты на прочность при изгибе. Плоскость изгиба. Напряжения в слое, отстоящем на некотором расстоянии от нейтрального (по закону Гука). Кривизна изогнутой балки. Жесткость сечения при изгибе. Максимальные напряжения при изгибе. Условие прочности при изгибе. Перемещения при изгибе. Прогиб балки. Угол поворота сечения. Упругая линия балки. Уравнение связи кривизны оси изогнутой балки с изгибающим моментом и жесткостью сечения. Приближенное дифференциальное уравнение изогнутой оси балки. Уравнение для определения угла поворота сечения. Уравнение для определения величины прогиба балки. Допускаемый прогиб при расчетах балки на жесткость. Чистый сдвиг и его особенности. Площадки чистого сдвига. Деформация сдвига. Величина касательного напряжения при сдвиге. Абсолютный (линейный) сдвиг. Относительный сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Модуль упругости второго рода. Размерность модуля упругости второго рода. Условие прочности при сдвиге. Допускаемое напряжение при сдвиге, выраженное через допускаемое напряжение при растяжении. Кручение стержня круглого поперечного сечения. Деформация кручения. Основные свойства деформации кручения в пределах упругих деформаций (недеформируемость оси кручения; неизменность плоскостности поперечных сечений; пропорциональность между углом поворота сечения и расстоянием от этого сечения до закрепленного конца цилиндра; пренебрежимо малая величина нормальных напряжений при кручении). Определение величины крутящих моментов в поперечных сечениях круглого стержня. Построение эпюры крутящих моментов. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Кручение круглого цилиндра. Абсолютный сдвиг элемента. Относительный сдвиг. Относительный угол закручивания. Закон Гука при кручении. Эпюра напряжений по поперечному сечению цилиндра. Элементарная касательная сила. Элементарный момент. Крутящий момент в рассматриваемом сечении цилиндра. Относительный угол закручивания. Полный угол закручивания. Жесткость при кручении. Зависимость напряжения от крутящего момента. Наибольшее на-пряжение при кручении. Условие прочности при кручении. Связь величины допускаемого напряжения при кручении с величиной допускаемого напряжения при растяжении. Формула для определения минимально допускаемого диаметра цилиндра при чистом кручении. Расчет на жесткость при кручении (по допускаемому углу закручивания на единицу длины цилиндра). Понятие о теории прочности. Эквивалентное линейное напряженное состояние. Теория наибольших линейных деформаций (вторая теория прочности). Основная причина разрушения материала по второй теории прочности. Условие прочности по второй теории прочности. Материалы, для которых применима вторая теория прочности. Теория наибольших касательных напряжений (третья теория прочности). Основная причина разрушения материала по третьей теории прочности. Условие прочности по третьей теории прочности. Материалы, для которых применима третья теория прочности. Энергетическая теория формоизменения (четвертая теория прочности). Критерий прочности по четвертой теории прочности. Условие прочности по четвертой теории прочности. Материалы, для которых применима четвертая теория прочности. Расчет бруса на прочность при одновременном действии на него изгиба и растяжения (сжатия). Расчет круглой балки на прочность при одновременном действии на него изгиба и кручения. Построение эпюр изгибающих моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Построение результирующей эпюры изгибающих моментов. Определение максимальных значений нормальных напряжений от изгиба в опасных сечениях балки. Определение максимальных значений касательных напряжений от кручения в опасных сечениях балки. Определение эквивалентного напряжения по одной из теорий прочности. Определение величины коэффициента запаса прочности (коэффициента безопасности) при проверочном расчете балки при одновременном действии на нее изгиба и кручения. Виды местных напряжений. Концентрация напряжений. Причины, вызывающие концентрацию напряжений. Концентраторы напряжений. Номинальное напряжение. Коэффициент концентрации. Теоретический коэффици-ент концентрации напряжений. Эффективный коэффициент концентрации напряжений. Концентрация напряжений при растяжении (сжатии). Концентрация напряжений при изгибе. Концентрация напряжений при кручении. Методы борьбы с концентрацией напряжений. Контактные напряжения. Допущения, принимаемые при определении величины контактных напряжений при сжатии двух шаров и при сжатии двух цилиндров, соприкасающихся по образующей. Формулы для определения величины максимальных значений контактных напряжений при сжатии двух шаров и при сжатии двух цилиндров, соприкасающихся по образующей внешним и внутренним образом. Напряжения смятия. Формула для определения напряжения смятия. Основные понятия об усталостной прочности. Циклические нагрузки. Цикл напряжений. Частота изменения напряжений. Период цикла. Характер разрушения материала при воздействии на него циклических нагрузок. Усталость материала. Циклическая прочность (выносливость). Предел выносливости. Основные параметры цикла. Максимальное напряжение цикла. Минимальное напряжение цикла. Среднее напряжение цикла. Амплитуда цикла. Коэффициент асимметрии цикла. Симметричный цикл. Пульсирующий (отнулевой) цикл. Постоянное напряжение. Предел выносливости при симметричном цикле. Кривая выносливости. Базовое число циклов. Предел выносливости. Долговечность. Предельные циклы напряжений. Диаграмма предельных напряжений. Подобные циклы. Факторы, влияющие на величину предела выносливости. Влияние концентрации напряжений. Эффективный коэффициент концентрации напряжений. Теоретический коэффициент концентрации напряжений. Зависимость между теоретическим и эффективным коэффициентами концентрации напряжений. Коэффициент чувствительности материала и концентрации напряжений. Взаимосвязь между прочностью стали и ее чувствительностью к концентрации напряжений. Влияние абсолютных размеров детали. Масштабный фактор (коэффициент влияния абсолютных размеров сечения). Причины влияния абсолютных размеров детали на величину предела выносливости материала этой детали. Влияние состояния поверхности. Причины влияния состояния поверхности детали на величину предела выносливости материала этой детали. Коэффициент состояния поверхности. Общий коэффициент изменения предела выносливости при симметричном цикле. Действительный предел выносливости детали. Расчеты на прочность при переменных напряжениях. Порядок расчета элемента конструкции, находящейся под действием переменных нагрузок. Коэффициент запаса прочности (коэффициент безопасности) по нормальным напряжениям при симметричном цикле. Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям при симметричном цикле. Коэффициент запаса прочности при сложном напряженном состоянии при симметричном цикле. Коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла. Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям при несимметричном цикле. Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям при несимметричном цикле. Коэффициент запаса прочности при сложном напряженном состоянии при несимметричном цикле. Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям при сопротивлении пластическим деформациям. Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям при сопротивлении пластическим деформациям. Коэффициент запаса прочности по сопротивлению пластическим деформациям при сложном напряженном состоянии.

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Теоретическая механика   Строительная механика

Прикладная механика  Детали машин  Теория машин и механизмов